Science Academy of Tsukuba

28

No.

September 2015

http://www.science-academy.jp/

国立大学法人

筑波大学

国立研究開発法人

産業技術総合研究所（産総研）

大学共同利用機関法人

高エネルギー加速器研究機構（KEK）

国立研究開発法人

物質・材料研究機構（NIMS）

写真上：SAT フォーラム 2015
写真下：TIA 連携棟 TIA-nano 事務局提供▶巻頭言:つくば研究学園都市からイノベーションを▶特集：つくばイノベーションアリーナナノテクノロジー拠点（TIA-nano）の現状と動向▶ SATフォーラム 2015：2014 年ノーベル物理学賞を受賞した中村修二教授を迎えて▶つくば賞その後－５：つくば高血圧マウスとつくば低血圧マウスの創作とその解析▶研究室レポート：宇宙から学ぶ究極の予防医学▶科学の散歩道：老化ミトコンドリア散歩道▶賛助会員訪問記：大鵬薬品工業株式会社
日清製粉株式会社▶ SATサイエンス・カフェ：マイクロバブル・ナノバブルの応用

巻 頭 言つくば研究学園都市からイノベーションを
国立研究開発法人産業技術総合研究所副理事長・つくばセンター長

金山

敏彦

冒頭から私事で恐縮だが、私の経歴は、つくば研
究学園都市とほぼ重なっている。理科大好き少年
だった小学生の頃、どこかで、多分、子供向けの科
学雑誌で、研究学園都市をつくばに作る計画を知り、漠然とあこがれを抱いたことを、折に触れて思い出す。その後、つくば移転を控えていた研究所に職を科学技術の研究に留まらず、その成果に基づいて社会に変革を与える拠点としての役割が期待されている。持続的な経済発展や、エネルギー・資源・環境・健康などの様々な社会課題解決のために、研究機関には卓抜な技術を生み出すだけでなく、それを総合してイノベーションにつなげることまでが期待され得、入所に先立ち観光をかねて建設中の学園都市を学友と共に見に来たのが、つくばを訪れた最初である。爾来、1979 年末から当地の住民である。つくば研究学園都市が、どんな構想と戦略に基づいていている。しかし、科学や技術はイノベーションの主要な構成要素であっても、一部分に過ぎない。イノベーションを生み出すには、必要な要素技術を統合し社会実装の筋道を実証することに加え、技術の具

たのか、寡聞にして知らないが、これだけ多岐にわたる研究機関や大学を集約した効果は大きく、学術現化の担い手である産業界や、受取手であるマーケットとの連携が欠かせない。

的には数々の成果を生み出して、世界に冠たるサイ
エンスシティとなった。人材や知識、研究設備の集約度は極めて高い。年月を経て、都市としての成熟度も増した。この環境の下、個人的にも、所属が同つくばに、研究機関の垣根を越えた産業界との連携のための組織を作ることを目的に、2009 年、産業技術総合研究所、物資・材料研究機構、筑波大学が、経団連の支援を得て、「つくばイノベーションアリー

じ旧工業技術院の研究所はもとより、他研究所や筑波大学の研究者と、様々な交流や共同研究を楽しん

ナナノテクノロジー拠点（TIA-nano）」を創設した。
2010 年度には第 1 期 5 年間の計画を定め、2012 年度だ。
今世紀を迎える頃から、つくばに続いて、世界的にも国内にも、多くの研究拠点が建設されている。
その狙いは、サイエンスシティとはやや異なり、一語で表すならば、
イノベーションであろう。つまり、には高エネルギー加速器研究機構が加わった。ナノテクノロジーを標榜したのは、4 つの構成機関に強みがあることに加え、基礎研究の拡がりと産業へのインパクトが共に大きいことに基づく。詳細は、本
特集号の各記事に譲るが、200 社を越える多数の企

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業から多くのプロジェクトへ参画を得、パワーエレ
クトロニクスやカーボンナノチューブでは、基礎研究の成果を事業化へ繋げるに至った。人材育成にも、
4 機関連携の実が上がっており、オープンイノベー
ションの新たなモデルを創出したと言えよう。TIA
は、強力な戦略性を打ち出すのではなく、アリーナの名の通り、まず場所を作って利用者を呼び込むことで連携につなげる、つくば研究学園都市の成り立
ちに似た、日本的つくば流モデルを打ち立てた。
この実績に基づき、TIA は今年度から新たに始める第 2 期 5 年間のビジョンとして、「継続的イノベー
ションのための資源連動の仕組み」を掲げる。つくばには、イノベーションの源泉となる数十年の豊富な蓄積があるが、まだまだ連動が足りず、利点を十分に生かし切っていない。第 2 期は、第 1 期に作り上げた TIA 独自のつくば流組織原理に則って構成

国立研究開発法人産業技術総合研究所
副理事長・つくばセンター所長

金山

敏彦（かなやまとしひこ）

1977 年３月 東京大学大学院理学系研究科修士課程物理学専攻、修了
1977 年４月 工業技術院電子技術総合研究所入所 電子デバイス部
1994 年４月 工業技術院 産業技術融合領域研究所アトムテクノロ
ジーグループ長2000 年４月 同所 首席研究官
2001 年４月 独立行政法人産業技術総合研究所次世代半導体研究セン
ター副研究センター長
2008 年４月 同所ナノ電子デバイス研究センター長
2010 年４月 同所理事
2014 年７月 同所副理事長、つくばセンター所長、現在に至る
2001 年４月 筑波大学 連携大学院 数理物質科学研究科教授、現在に至る
1999 年
つくば奨励賞受賞

メンバーの自主性を生かしながら、外部の企業や研究機関がつくば全体に蓄積された資源を利用しやすいように、一元的なマネージメント機能を強化する。
多くの方がこの仕組みに参加し利用することで、つくばから多くのイノベーションが続出することを期待する。

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特集

つくばイノベーションアリーナ

特集

ナノテクノロジー拠点（TIA-nano）の現状と動向

つくばイノベーションアリーナ
ナノテクノロジー拠点（TIA-nano）の現状と動向

世界最高水準のナノテクノロジー研究設備、人材、技術が集積するつくばにおいて、政府からの支援を得て、産業技術総合研究所、物質・材料研究機構および筑波大学が中核機関となり、産業界が参加したつくばイノベーションアリーナ
ナノテクノロジー拠点（TIA-nano）が発足したのは 2009 年６月であった。現在は高エネルギー加速器研究機構も中核機関として参加している。今年３月で第１期が終了し、４月から第２期に入った。そこで、この間の TIA-nano の活動全体を俯瞰し、第２期の展望を述べた総括的内容とともに、第１期の成果、すなわち基礎から開発段階での成果、実証段階での成果、事業化への橋渡しでの成果、光・量子計測での成果、共用機器整備での成果、人材育成での成果について執筆頂いた。第２期は継続的イノベーションのための資源（知識・技術・人）連動の仕組みを構築していくのが TIA-nano のビジョンである。今後の活動に注目したい。

つくばイノベーションアリーナ
ナノテクノロジー拠点（TIA-nano）の概要と今後の展望
事務局長 岩田普

つくばイノベーションアリーナナノテクノロジー拠点（TIA-nano）運営最高会議

事務局次長 菱田俊一

1．はじめにつくばイノベーションアリーナナノテクノロジー拠点

事務局次長 野家彰

事務局次長 池田進

nano 第２期は、これらの経験を糧にして、オープンイノ
ベーションを具現化していく飛躍の期と期待している。

（TIA-nano）は、つくばにある産業技術総合研究所、物質・材料研究機構、筑波大学、高エネルギー加速器研究機構の

2

２．TIA-nano 設立の目的

4 研究機関が、日本経済団体連合会の支援を得て、ナノテ

ナノテクノロジーは、ナノメーター（nm = 10 － 9m）サクノロジーの研究開発促進を目指す活動である。現在、ナイズで物質を制御し、そこで現れる物理現象を活用する

ノテクノロジー研究は、世界各国で巨大プロジェクトとし技術であるが、2001 年に米国のクリントン大統領が NNIて推進されており、大きな脅威となっている。TIA-nano は、（National Nanotechnology Initiative）を提唱して以来、材

つくばの 4 機関が互いに技術を補完して研究開発を加速

料や計測技術、半導体研究などを広く包含するキーワード

し、産業界と一体となってイノベーションを創出しようととして使われるようになった。

するものであり、第１期（2010 年度からの 2014 年度）のナノテク研究において世界的に注目を集めているのが、５年間を終了して、今年度より第２期に入る。本報告では、半導体を起点として活動を急拡大する大規模な研究開発

TIA-nano の設立の経緯、第１期の主な活動と成果、今後拠点である。米国のニューヨーク州立大学アルバニー校の課題と展望を紹介する。

SUNY Poly CNSE、 ベ ル ギ ー の IMEC（Inter-University

産学官連携や、つくばにある研究機関間の連携の重要性

Microelectronics Center）、フランスの MINATEC（Micro-

は、長く叫ばれてきたことではあるが、それが実現された

Nano Technology）などがあり、それぞれが特有の性格

例はむしろ少数である。近年は、自己の技術と市場にあるを 有 し て い る。SUNY Poly CNSE は、 大 学 で あ り な が技術とを積極的に組み合わせて課題を解決するオープンイ

ら「産業界のため」の拠点を徹底的に追及しており、米ノベーションの必要性も強く訴えられている。総論として

国大学においても他に類がないものとなっている。IMEC

連携やオープンイノベーションに反対する人はいないだろの特徴は利用者満足へ向けた研究サービスの徹底であり、うが、連携するために必要となる労力、法律などの制度上

MINATEC の特徴はグルノーブル市やフランスの政策との限界、組織間の壁、各人の精神的な壁などが大きな障一体となって拠点構築を進めている点である。

害となって、実際に連携を進めるのは大変な作業である。

ナノテクは、巨大で高額な研究インフラと多様な知識のTIA-nano 第 1 期は、これらの障害を見つけ、対応策を模集約が必要となる。海外の研究開発拠点の動向を鑑み、国索する試行錯誤の過程であったように考えられる。そこ

内におけるナノテクノロジー拠点形成（TIA-nano）の検で得られた経験知は、非常に貴重なものであった。TIA-

討が開始されたのは 2008 年である。当時の国内のナノテ

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特集

つくばイノベーションアリーナ

ナノテクノロジー拠点（TIA-nano）の現状と動向

ク研究は、企業コンソーシアム、国の各研究機関が、それロジェクトを「拠点活用プロジェクト」と定義して指標ぞれ独自に推進している状況であった。国内の半導体企業を集計している。これらのプロジェクトの多くは、TIA-の事業環境は非常に厳しくなり、事業再編や企業統合が進nano 関係者がプロジェクト設立に深く関与したり、研められていった。巨大な研究開発投資を必要とする集積回

究実施において大型研究インフラの利用支援を行ってい路の微細化を維持できる企業は数社となってしまった。

る。2014 年度では、総事業規模 187 億円、公的資金の割合

そのような状況において、これまで作り上げられてき75％、累積プロジェクト数 33 件であった。これらのプロ

た微細加工技術とナノテクの新しい材料とを組み合わせ

ジェクトに参加した連携企業数 200 社、外部研究者数 1028て、新しい技術を生み出すための拠点の必要性が、官民そ人（ほとんどが企業の研究者であり、1/3 以上がつくばにれぞれから提唱された。官としては、経済産業省および文常駐）、TIA 連携大学院生数 504 人であった。

部科学省のナノテク関連課による内部検討やシンポジウム

これらの数字だけからでは読み取れないが、TIA-nanoが継続的に行われ、両省との合同戦略会議にて実行計画がの場で研究プロジェクトを実施することで、従来とは異な協議された。民としては、2009 年 3 月に産業競争力懇談会

るいくつかの効果が現れている。多くの企業研究者がつく（COCN）が「環境調和型ユビキタス社会を実現」を提言し、ばに常駐することで、民間とは異なる国特有の制度の存在

ナノエレ研究拠点の形成を求めた。
日本経済団体連合会も、など、国の研究機関への理解が進んだり、隣り合う研究プ

提言「日本版ニューディールの推進を求める」で拠点形成

ロジェクト間での研究協力が行われたりした。それらは、を取り上げた。

まだまだ小さな動きではあるが、今後の様々な連携への下

こ れ ら の 官 民 の 動 き を 受 け、2009 年 6 月 に 産 総 研、地作りができたのではないかと考える。

NIMS、筑波大、経団連の 4 者により、TIA-nano が設立され、TIA-nano 指標「つくばナノテクノロジー研究開発拠点構想」共同宣言が発表された。本格的な研究活動が開始されたのは 2010 年 4月であり、2 年後の 2012 年より高エネ研が中核機関として

187億円

33件
件

75%

加わり、現在の体制となった。
３．TIA-nano の体制と指標

総事業規模（億円）

TIA-nano の運営体制を図 1 に示す。構成機関の長と有識者とからなる「運営最高会議」が意思決定組織であり、200社

公的資⾦割合（％）

プロジェクト数（件、累積）

1028⼈

504⼈

現在、日立製作所顧問の住川雅晴氏が運営最高会議議長を務めている。産業界の意見を反映することを目的に、運営諮問会議（議長：須藤亮東芝常任顧問）を設けている。各研究領域において、企画・連携促進を担う組織として「マネージメントグループ」を設け、企業との連携を推進する

連携企業数（社）

外部研究者数（⼈）

TIA連携⼤学院⽣数（⼈）

図 2．TIA-nano 指標

組織として「ステークホルダーグループ」を設けた。事務局は、運営最高会議の運営を担うとともに、連携企画、広報、国際戦略、知財を担うチームを設けて活動している。

４．研究環境整備と主な研究成果
次に第１期で行った研究環境の整備と主な研究成果を紹介する。「コア研究領域」として、ナノエレクトロニクス、名誉顧問、顧問、監事、オブザーバー

運営最⾼会議運営諮問会議ボンナノチューブ（CNT）、ナノ材料安全評価の６領域を

事務局

連携企画
広 報
国際戦略
知 財

パワーエレクトロニクス、N-MEMS、ナノグリーン、カー

マネージメントグループ（Management Group : MG）

ステークホルダーグループ（Stakeholder Group : SG）

システム化プラットフォーム

選んだ。これらは、つくばに技術的強みがあるテーマとして選定したものである。コア研究領域を基盤的に支える「開発研究連携領域」として計測技術を設け、「コアインフラ」

ナノエレクトロニクスSG

パワーエレクトロニクスMG

パワーエレクトロニクスSG

MEMS MGMEMS SG

先進材料プラットフォーム
ナノグリーンMGとして、ナノデバイス実証・評価ファンドリー、ナノテク

ナノグリーンSG

CNT MG

CNT SG

共用施設、ナノテク大学院連携を定めた。

共通基盤プラットフォーム
光・量⼦計測MG光
量⼦計測MG・・・

ナノエレクトロニクスMG

⼈材育成MG
共⽤施設ネットワークMG

図 1．TIA-nano 運営体制

TIA-nano の 活 動 を 開 始 す る に あ た り、2008 年 度、2009 年度の補正予算により大型の研究インフラを整備し た。 そ の 主 な も の は、 ウ エ フ ァ 径 300mm の CMOS
（Complementary Metal Oxide Semiconductor）プロセス
ライン、ウエファ径 3 インチの SiC プロセスライン、ウエ
ファ径 200mm/300mm の MEMS ライン、ナノグリーン研

数値的な活動指標を図 2 に示す。TIA-nano は研究予算究のための実験棟である nano-Green 棟などである。これを直接管理してはいないが、TIA-nano の場で活動するプらの大型研究施設を国の研究機関が導入することは極めてScience Academy of Tsukuba, No.28, September 2015

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特集

つくばイノベーションアリーナ

ナノテクノロジー拠点（TIA-nano）の現状と動向稀なことであったが、企業と一緒になって研究開発を行におよぶ企業が参加するオープンイノベーションを実践しい、技術の事業化を判断するためには必須な研究インフラ

ている。

であった。

TIA-nanoの橋渡し：ＳｉＣパワーエレクトロニクス

このような大型研究インフラを国が整備することにより、多数の研究プロジェクトが限られた時間の中で大きな示す。この図の横軸は技術の研究開発段階であり、縦軸は基礎研究

応⽤研究、開発

ワイドギャップ半導体の物性基礎研究SiC半導体トランジス
タの動作実証コア研究領域である。基礎研究から事業化まで、割とバラ

SiC半導体基盤技術の確⽴

SiC薄膜の⾼品質エピ
成⻑技術の開発

ンスよく研究テーマが配置されているが、基礎研究段階のものは、主に文部科学省や内閣府のプロジェクトとして実⼯技院・産総研

C⾯を活⽤した
世界最⾼性能低損失トランジスタ

実証

事業化

富⼠電��６インチ
⼯場建設を決断

成果を上げることが可能となった。図 3 に主な研究成果を

TIA-nano●SiCデバイス専⽤試作
ラインを構築●量産レベルでの素⼦作製技術を確⽴

施され、事業化段階のものは NEDO プロジェクトとして実施されている。以下にその概要を述べる。
応⽤研究、開発

基礎研究
新構造トランジスタ
縦型トンネルFET提案

相変化デバイス
TRAM実証

⾼移動度材料（InGaAs/Ge）積層
CMOSインバータ試作

ナノエレ

実証

Si光インターポーザ
30Tbps/cm2チップ試作

N-MEMS

超⾼耐圧デバイス試作
IGBT16kv/PINダイオード13kv

SiCデバイス専⽤試作ライン構築
量産レベルの素⼦作製技術確⽴

富⼠電機
6”量産⼯場建設

セブンイレブン
2000店舗で実証

世界初High-k/ダイヤモンド
トランジスタ試作

熱電ナノ材料の簡易なボトムアップ創製に成功

⾯内型スピンバルブプロセス開発

スーパーグロース法発⾒キャパシター開発PJ●量産実証プラント●サンプル供給によるアプリケーション開発●安全性研究

応⽤研究、開発

スーパーグロース法
ス
パ グロ ス法発⾒ (2004)

⽇本ゼオン
製造プラント建設

図 3．主な研究成果
４．１

トッピクスの概要

まず、本特集号でトピックス的に取り上げるテーマの概略を述べる。基礎から開発段階での成果として紹介する

キャパシター開発プロジェクト

実証

事業化

TIAnano●量産実証プラント●サンプル供給によるアプリケ ション開発
アプリケーション開発●安全性研究⽇本ゼオン
製造プラント建設

CNT・ナノ安全基礎研究
CNT発⾒ (1991)

理論、計測、材料開発の融合による新規燃料電池触媒の発⾒

磁性体の熱電材料にて室温付近での⾼パワーファクター確認
LED⽤蛍光体の新規ホスト発⾒TIA-nanoの橋渡し：カーボンナノチューブ(CNT)

SiCデバイス⽤パッケージ

超低消費電⼒無線センサ端末
リチウム空気⼆次電池の試作

ナノグリ ン 全固体電池材料の単結晶薄膜化に成功
ナノグリーン

6“ウェハ製造技術

圧電MEMS量産プロセス確⽴
MNOIC量産試作システム

圧電MEMSプロセス研究開発
固液界⾯反応、電池反応のその場追跡法の開発

図４．パワーエレクトロニクスの技術進展

EUVマスク⽋陥検査装
置hp16nm対応 開発

⾼耐圧スイッチングデバイス試作（3.3ｋVプレーナMOS構造）
SiC半導体研究開発

TIA-nanoパワエレ試作ライン

スピントロニクス集積回路
100万素⼦超 試作
試作・実証
実証
ミニマルファブ

DSAプロセス開発
hp15nmパターン形成

パワエレ

事業化

原⼦移動型スイッチ
試作・実証

3次元ナノカーボン
配線試作

・鋼の２０倍の強度
・銅の１０倍の熱伝導性・アルミの半分の密度
アルミの半分の密度・シリコンの１０倍の電⼦移動度･もっとも⾼⽐表⾯積の繊維状物質のは、ナノグリーンコア研究領域における NIMS ナノ材料
科学環境拠点（GREEN）と、ナノエレクトロニクスコア
研究領域の相変化デバイス TRAM（topological-switching

図５．カーボンナノチューブ（CNT）の技術進展

RAM）である。材料の研究開発には長い時間を要するが、将来が楽しみな材料が NIMS や産総研で生れている。「材共通基盤的な活動として、光・量子計測、共用施設、人料が世界を変える」ことを期待させる非常に有望な材料で材育成を取り上げる。光・量子計測では、中核 4 研究機関ある。これらを企業と一緒に実用化への課題解決に取り組が保有する技術を組み合わせることによる連携効果、共用

んでいる。

施設では外部利用が可能な利便性の高い装置群・制度、人実証段階にあるのは MEMS（Micro-Electro-Mechanical
Systems）技術である。MEMS ラインを運営する産官連携材育成では国際的リーダー育成を目指すオナーズ事業などの活動を紹介する。

の体制 MNOIC（MicroNano Open Innovation Center）と、そこで実現されたセンサーとを紹介する。

4

４．２

最先端研究開発支援プログラム（FIRST）

事業化まで到達した成果として、SiC パワーエレクトロ

基礎研究・応用研究段階のテーマのいくつかは、内閣府

ニクスの 6 インチ量産工場建設と CNT の製造プラント建の最先端研究開発支援プログラム（FIRST）によって実施設を紹介する。これらは 20 年以上にわたり、つくばで研されたものである。FIRST は、30 人の中心研究者を選定し、究されてきたものであるが、それが漸く実事業になろうと

中心研究者に強力な権限を与えて研究を推進するという大している。
このように技術開発が加速された一つの要因は、きな試みであり、総合科学技術会議が直接プログラム推進

TIA-nano の場に量産技術までを視野にいれた研究設備がに当たった。特に TIA-nano と深く連携して進められた中整備され、事業化まで踏み込んで産学官連携が可能となっ心研究者を図 6 に示す。東京大学荒川先生は、CMOS 技術

たことと考えている（図 4、5）
。また、パワーエレクトロ開発で培われたシリコンの微細加工技術を光素子に適用すニクスでは、民活型の共同研究体「つくばパワーエレクト

ることで、Si 光インターポーザの高密度、高速動作を実現

ロニクスコンステレーション（TPEC）」を設立し、30 社した。東北大学江刺先生は、産総研との共同でプロジェク

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特集

つくばイノベーションアリーナ

ナノテクノロジー拠点（TIA-nano）の現状と動向トを実行し、MEMS と LSI のヘテロ集積を実証した。東技術を適用する事で、非常に特性の優れた光素子が実現で北大学大野先生は、300mm ラインで、他のプロジェクト

きるようになった。このような微細加工技術は、特定のと連携して CMOS と磁性材料とを組み合わせるプロセス

研究プロジェクトに帰属するのではなく、多数のプロジェを開発し、スピントロニクス論理回路試作実証を達成した。

クトで利用できることが望ましい。現在、文部科学省や京都大学木本先生は、産総研他と共同でプロジェクトを推NEDO などのプロジェクトが SCR を活用している。

進し、超高耐圧デバイス試作に成功した。富士通研究所横原⼦スイッチ（LEAPプロジェクト）

山フェローは、産総研で連携研究体を組織し、企業研究者と国の研究機関の研究者との一体のチームを作り、相変化

回路切り替えブロック

論理回路再構成可能ＬＳＩ

デバイス実証などの世界トップレベルの成果を達成した。
これらの大きな成果は、TIA-nano にある研究インフラや技術蓄積と研究プロジェクトとの連携により生み出された

+V

Logic
Logic
Cell
Cell

Logic
Logic
Cell
Cell

Logic
Logic
Cell
Cell

Logic
Logic
Cell
Cell

-V

Pt

Cu
Pt

ものである。

ＯＮ状態

FIRST 中⼼研究者

SCR
BEOL ライン

研究課題

荒川泰彦(東京⼤学)

フォトニクス・エレクトロニクス融合システム基盤技術開発

江刺正喜（東北⼤学）

マイクロシステム融合研究開発

⼤野英男（東北⼤学）

省エネルギー・スピントロニクス論理集積回路の研究開発

⽊本恒暢（京都⼤学）

低炭素社会創成へ向けた炭化珪素（SiC）
⾰新パワーエレクトロニクスの研究開発

横⼭直樹（富⼠通研究所）

グリーン・ナノエレクトロニクスのコア技術開発

図６．FIRST 中心研究者

ＯＦＦ状態

NECが初提案 → 特性と改善 →超低電圧デバイス技術研究組合
量産ラインで製造したＣＭＯＳ基板をＳＣＲへ持ち込む
ことにより、新材料・新構造のBEOLデバイスを試作実証
BEOL（Back End Of Line)：配線⼯程
新材料を⽤いた原⼦スイッチ
M5

ULK

M4
M3

300mm
量産ライン

M2
M1

CMOS

7

図７．原子スイッチ
５．課題と展望これまで紹介してきたように TIA-nano を活用するプロ
ジェクトから多くの成果が上がっているが、拠点としての魅力の向上、利用者への利便性向上を実現するために解決

４．
３

ナノエレクトロニクス

しなければならない課題は多数ある。第 1 期では、走るとナノエレクトロニクスの活動内容に関しては、本稿で課題が現れ、慌てて対処するという感覚で進まざるをえも簡単に触れておく。ナノエレクトロニクス研究の中心なかった。第 2 期では、目指すべき活動の方向性を TIA-となる施設としてスーパークリーンルーム（SCR）があ

nano ビジョンとして整理した。現在、その具体化に取り2る。3000m のクリーンルームに 100 台以上の大型半導体かかったところであり、今後の展望として紹介する。

プロセス装置（ウエファ径 300mm）が並んでおり、回路国はイノベーション政策として「イノベーションの芽を

線幅 65nm ／ 45nm の CMOS 標準プロセス装置とナノテク育む」「イノベーションシステムを駆動する」「イノベーショ

材料を取り扱うための専用装置がある。CMOS プロセス

ンを結実させる」ことを表明している。TIA-nano では、「継において不純物は大敵であるため、通常、特殊な材料を続的イノベーションのための資源連動の仕組み」を謳い、CMOS ラインに持ち込むことはできない。SCR では逆に、「知の創造・強化」と「産業化」の機能を有する「オープ

新材料の重要性を考え、ナノテク材料を積極的に取り扱え

ンプラットフォーム」により、国のイノベーション政策実るようにした。それを可能とするために、不純物の影響を現の一翼を担うことを目指している。我が国にはイノベー

CMOS に与えないプロセス「BEOL 共通プラットフォーム」

ションを起こしていくために必要な人材、技術、研究インを研究プロジェクトと協力して整備した。ナノテク材料がフラ、資金があるにもかかわらず、それが経済につながっ取り扱える 300mm ラインは世界でもほとんど例がないとていないという指摘を海外の有識者から何度か受けた。

考えられる。

TIA-nano では、これらの資源が経済的に連動していくた

この SCR を利用して、超低電圧デバイス技術研究組合

めの仕組みとして「オープンプラットフォーム」を整備し（LEAP）は、原子スイッチというデバイスを開発した（図ていく。

7）。原子スイッチは、非常に微細なスイッチとして機能す「オープンプラットフォーム」の概念を図 8 に示す。研るものである。これを CMOS の配線層に埋め込むことで、究の領域として「先進材料プラットフォーム」、「共通基盤

CMOS のつなぎ変えを可能とし、必要な論理回路を瞬時

プラットフォーム」、「システム化プラットフォーム」を定に構成できる LSI を動作実証した。

め、技術融合を図っていく。運営機能を「オープンプラッ

また、SCR はシリコンフォトニクスの拠点ともなってトフォームマネージメント」と定義して、利用者の利便性いる。シリコンフォトニクスは、光を伝える導波路にシリ向上を目指す「ワンストップ化」、新たな研究を企画提案

コンを用いる技術で、素子の超小型化を可能とするものでしていく「連携企画」、拠点の魅力を広めていく「ブランある。CMOS 技術として発展してきた大面積、微細加工ド構築」に注力していく。
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特集

つくばイノベーションアリーナ

ナノテクノロジー拠点（TIA-nano）の現状と動向

第１期においても、クリーンルームの 24 時間稼働、約様々な制度の改善に努めてきた。しかしながら、共同研究
契約の煩雑さなど、利用者からするとまだまだ多くの不便さが残っている。第２期においては、金融界との連携も推進し、イノベーション創出に適した環境の構築を目指す。
是非、多くの研究者が TIA-nano の場を活用して、大きな成果を上げることを期待する。

ユーザ︵技術術
術、⼈、資⾦等︶

度、試作品有償提供を可能とする研究施設貸与制度など、産産業化︵モノとサービスの融合︶

款による簡便な契約制度、企業研究者を受け入れる出向制

環境調
和社会
ユビキ
タス社
会
健康⻑
寿社会

安⼼安
全社会

Open Platform Management

図８．TIA-nano ビジョン

オープンプラットフォーム

著者略歴

岩田

普（いわた

ひろし）

（研）産業技術総合研究所 つくばイノベーションアリーナ推進センター 審議役 工学博士
つくばイノベーションアリーナナノテクノロジー拠点 運営最高会議 事務局長
1983年３月 東京大学大学院理学系研究科相関理化学専攻修士課程終了
1983年４月 日本電気（株）入社。以来、半導体レーザー、化合物半導体結晶成長の研究開発に従事
2001年３月 半導体、ナノテクノロジーの研究開発戦略に従事
2008年10月 産業技術総合研究所 入所。ナノテク拠点構想に従事、現在に至る。

菱田俊一（ひしたしゅんいち）（研）物質・材料研究機構 TIA推進室室長 工学博士
つくばイノベーションアリーナナノテクノロジー拠点 運営最高会議
1983年 東京大学大学院工学研究科博士課程終了 工学博士
1983年 東京大学理学部助手
1986年 科学技術庁無機材質研究所（現 物質・材料研究機構）入所
2015年より現職

野家

彰（のいえ

事務局次長

あきら）

筑波大学 国際産学連携本部 教授
つくばイノベーションアリーナナノテクノロジー拠点 運営最高会議 事務局次長
1981年３月 東北大学法学部卒業
1981年４月 科学技術庁入庁
2014年８月より現職
著者略歴

池田

進（いけだ

すすむ）

学位：理学博士
KEK名誉教授、総合研究大学院大学名誉教授
現職:KEK大学・産業連携推進室長、つくばイノーベーションアリーナ室長
昭和52年 東北大学大学院博士課程修了（物理学専攻）（理学博士）
東北大学理学部助手・助手、文部省・高エネルギー物理学研究所（KEK）助手、KEK助教授を経て、平
成7年 高エネルギー物理学研究所（KEK）・教授 平成10年—平成21年物質科学第三研究系研究主幹 及び 中性子科学研究系研究主幹 平成18年—平成24年 物質構造科学研究所副所長 平成19年—平成24年3月
J-PARCセンター物質・生命科学ディビジョン副ディビジョン長 平成26年3月—現在 KEK研究支援戦略推進部 大学・産業連携推進室長、つくばイノーベーションアリーナ室長

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Science Academy of Tsukuba, No.28, September 2015

特集

つくばイノベーションアリーナ

ナノテクノロジー拠点（TIA-nano）の現状と動向～基礎から開発段階での成果～

物質・材料研究機構（NIMS）
ナノ材料科学環境拠点（GREEN）の活動紹介
NIMS

フェロー・ナノ材料科学環境拠点長

魚崎浩平

ナ ノ 材 料 科 学 環 境 拠 点（Global Research Center
for Environment and Energy based on Nanomaterials
Science: GREEN）は、文部科学省 ｢ナノテクノロジーを活用した環境技術開発プログラム｣ の支援のもと、ナノテ
クノロジー・材料分野において高い研究水準を誇る我が国
が、地球環境問題を抜本的に解決して持続可能な社会を構築するために、産学が連携して環境技術の基礎基盤的な研究開発を推進する研究拠点であり、「つくばイノベーショ
ンアリーナ（TIA-nano）」におけるナノグリーンコア研究領域の中核的プロジェクトとして、産学官の多様な研究者が結集したオープンイノベーションの場である。ここでは

図１．GREEN の組織イメージ

ナノ材料科学環境拠点（以降 GREEN）の目指すところ、研究開発および拠点としての実績について紹介する。

内の統括と分野を超えた密接な連携のもと研究開発を進めている他、実験・計測・材料研究者からなる特別推進チー

１．GREEN 設立の背景

ムを設置し、拠点の目的である材料 - 計測 - 計算の融合によ

環境・気候変動問題を主題とする 2008 年 7 月の洞爺湖サる研究推進のより効果的実現を図っている。グループリー

ミットを控え、
当時の福田首相が 1 月のダボス会議で「クーダー、チームリーダー 22 名の内、併任・出向者が 6 名（民ルアース推進構想」を提示するなど地球温暖化・地球環境

間企業 (1)、大学 (4)、高専 (1)）、GREEN 発足後採用者 7 名（民問題への取り組みが喫緊の課題であった。文部科学省にお間企業 (2)、大学 (5)）と、オールジャパンの観点で人材結いても ｢ナノテクノロジーを活用した環境技術の開発に関集が図られ、2012 年 5 月の新研究棟（NanoGreen 棟）の完する検討会（主査：橋本和仁東京大学教授）｣ が 4 月に発足、成を機に、中心メンバーが集結、名実ともに Under One

6 月には同検討会の報告書が公表された。それを受けて、Roof 型拠点となった。ここでは異分野の研究者間の情報

上述の ｢ナノテクノロジーを活用した環境技術開発プログ

交換、共同研究が円滑に行われることを期待して居室、実ラム｣ が 2009 年 2 月に公募され、7 月に NIMS の提案した

験室を大部屋化している。

ナノ材料科学環境拠点が唯一採択され、10 月に発足した。
３．研究内容と成果
２．GREEN のミッションと組織

太陽光利用分野：太陽光の電気および水素への変換を目指｢地球環境問題を抜本的に解決して持続可能な社会を構した長期的課題に取り組んでいる。ハロゲン化鉛系ペロブ築する｣ と言う観点から、GREEN は Under One Roof 型

スカイト（以下、ペロブスカイト）太陽電池に関する研究の拠点として、太陽光から出発するエネルギーフローに関は数年前に開始されたばかりであるが、塗布などの低温プ

わる太陽光発電・光触媒による水分解・二次電池・燃料電

ロセスで作製可能なこと、大きな電流が得られること、高池を出口課題とし、計算科学手法と高度その場解析技術を

い開放電圧が得られることから、安価で高効率な次世代太駆使して、共通の課題である表面・界面現象の理解と制御

陽電池として急速に研究が進んでいる。しかし、ペロブス技術の確立を通してブレークスルーとなる技術シーズを創

カイト太陽電池は高い変換効率を示すものの、再現性が低出するとともに、実践的人材育成を目指している（図 1）。

く、また電流－電圧曲線に電圧掃引方向に依存したヒステ

材料・計測・計算が融合して研究を推進する拠点は今や国リシスが観測されるなど、安定性も問題であった。これら

内外で大きなトレンドであるが、本拠点の設置は世界的にの問題の解決を目指して GREEN では昨年 10 月に、色素増も先駆的な試みであった。計算分野、計測分野、電池分野、

感太陽電池、有機薄膜太陽電池の専門家と物理、化学、計算、

太陽エネルギー利用分野の各分野に、比較的少人数で構成

計測の基礎研究者で構成されるペロブスカイト太陽電池特されるグループを置き、各分野コーディネータによる分野別推進チームを設置した。これまでに、雰囲気制御を厳格
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ナノテクノロジー拠点（TIA-nano）の現状と動向にするなど作製手法の工夫により、低温・溶液プロセスを研究については NEDO のいくつかの大型プロジェクトが用いて、高い再現性と安定性を示すペロブスカイト太陽電

進んでいることから、GREEN では中温利用（酸化物固体池の作製に成功し、高効率、高安定性の要因を明らかにし電解質形燃料電池の低温化と高分子電解質膜形燃料電池のている。光触媒を用いると、光で水を分解し、クリーンな高温化）と非白金電極触媒に的を絞って計算・計測・材料

燃料である水素が得られる。太陽光を高効率で利用するた研究者の融合研究を進めている。

めには、幅広いエネルギーの光を利用する必要があるが、これまでに開発された水分解光触媒のほとんどは紫外光し４．外部研究者の支援－オープンラボ

か利用できず、可視光利用が可能な場合でも最長 500nm

オールジャパンに開かれた拠点として、国内の大学、程度までであり、より長波長側の光まで利用できる光触媒

高専、公的研究機関および民間企業に所属している研究の開発が求められていた。光化学エネルギー変換グループ

者、またはこれに準ずる者を、研究テーマに関係のあるでは太陽光の高効率利用のために酸窒化物をベースとしたGREEN 所属の研究者が受け入れ担当者となり、その活動

新規可視光応答型光触媒と新規表面修飾法（酸化物によるを支援するオープンラボ制度を創設当初より積極的に推進表面被覆）の組み合わせにより世界で初めて 500nm より長している。オープンラボ研究者に対しては交通費および滞波長まで利用可能でしかも効率の高い水分解光触媒の開発

在費を支給し、GREEN 所有の研究設備、および NIMS のに成功している。

共用施設使用の便宜を図っている他、同行する学生につ電池分野：太陽光により確保したエネルギーの貯蔵と変換

いても短期あるいは長期 RA として支援している。企業研に不可欠な二次電池と燃料電池の研究を行っている。二次究者についてはオープンラボでの活動は 2 年程度を目処と電池では、現在のリチウムイオン電池を安全性あるいはエ

し、共同研究など NIMS の他のプログラムへの展開を目指

ネルギー密度ではるかに凌駕する全固体電池とリチウム空すこととしている。

気電池について取り組んでいる。全固体電池は不燃性物質のみから構成され高い安全性が期待される。全固体電池で５．産業界ニーズの抽出とアウトリーチ

は、電解質 / 電極界面が電池性能決定の最大の要因である

産学が連携して環境技術の基礎基盤的な研究開発を推進が、これまでの研究は粉末材料を対象としてきたため、界するための研究拠点という設立趣旨から産業界ニーズの面の解析、理解、制御が困難であった。全固体電池特別推

抽出とアウトリーチには当初より積極的に取り組んでい進チームでは電池材料を単結晶薄膜化することによって理る。１つめは GREEN シンポジウムであり、年２回開催の想的界面を構築し、高性能全固体電池の実現につながる界

うち 1 回は成果発表を中心とする研究者を対象としたもの

面の姿を計算科学・高度解析技術との融合により明らかにを NIMS で、またもう 1 回は国内の関心が高く、産業界かする研究を行っている。リチウム空気電池は正極活物質とらの参加者も含む突っ込んだ討議がふさわしいテーマにつして空気中の酸素を利用することによって格段に大きなエいて東京で開催している。2 つ目は構造材料拠点と連携しネルギー密度を実現できる究極の蓄電池と考えられていて隔月開催している NBCI-NIMS 合同セミナーである。こる。しかし、正極における副反応の抑制、大きな充電過電

こでは 1 つのテーマについて発表、見学、質疑を長い時間

圧、リチウム金属負極の低安定性といった問題があり、スをかけ、徹底的に行っている。３つ目は蓄電基盤 PF 設立

タックの動作実証も必要である。リチウム空気電池特別推にあわせて開始した電池材料解析ワークショップであり、進チームではこれまでに、計算科学・高度解析技術との融ALCA-SPRING とも共催し、最先端技術の紹介を行って合研究により、正極反応がほぼ正しく進行する適正条件をいる。今年度からは講習、実習をあわせて行い企業研究者

確認し、新規スタック方式の設計、試作を経て、世界で初のスキルアップに貢献したいと考えている。この他研究

めてスタックの動作実証に成功している。なお、GREEN

内容の動画公開も積極的に行っている（http://www.nims.

のメンバーは、現在文科省の支援のもと JST が推進していgo.jp/publicity/digital/movie/power_of_nims.html）。

る次世代蓄電池研究加速プロジェクト（ALCA-SPRING）
において中心的役割を果たし、また、NIMS 蓄電池基盤プ
ラットフォームの支援を通してオールジャパンの次世代蓄電池開発に寄与している。

６．終わりにGREEN は 10 年計画の 7 年目であり、研究成果に加えて若手人材の育成にも実績をあげてきたと自負しているが、燃料電池は家庭用および自動車用に実用化されている

今後は産業界との連携をより積極的に深め、オープンイノ

が、広範な利用には多くの課題の解決が必要である。改良

ベーションの新しい形を作り上げて行きたいと考えている。

著者略歴

魚崎

浩平（うおさきこうへい）

1971 年 大阪大学大学院工学研究科応用化学専攻修士課程修了、三菱油化（株）応用研究所入社
1974 年～ 1976 年 フリンダース大学（豪）大学院物理科学研究科博士課程留学、Ph. D. 取得
1978 年 三菱油化（株）退社、オックスフォード大学無機化学研究所研究員
1980 年 北海道大学理学部化学科講師、1981 年 同助教授を経て、1990 年 同教授
2010 年 北海道大学定年退職、名誉教授、大学院総合化学院客員教授。物質・材料研究機構国際ナノアーキテクトニク拠点（WPI-MANA）主任研究者
2013 年 物質・材料研究機構フェロー・ナノ材料科学環境拠点長

8Science Academy of Tsukuba, No.28, September 2015

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ナノテクノロジー拠点（TIA-nano）の現状と動向～基礎から開発段階での成果～

相変化メモリデバイス（TRAM）の研究開発と展望
産業技術総合研究所

増え続けるビックデータの蓄積管理に向けて、データー
サーバーの小型・省エネ化は将来の必須課題である。このためには不揮発メモリの一層の集積化と省エネ化が欠かせない。近年、フラッシュメモリの限界を超えた次世代不揮発性メモリの研究開発が活発化している。中でも現在商品化されている相変化メモリ（Phase Change Random
Access Memory、PRAM） と は 異 な る 原 理 で 動 作 す る
新しい相変化メモリが昨今注目を集めている。この新型
相 変 化 メ モ リ は、TRAM（Topological Random Access
Memory）と新たにネーミングされ、従来の PRAM と区別されて呼ばれるようになった。本稿では新型相変化メモ
リ TRAM の研究開発の背景と性能、そして今後の展望について紹介する。
１．従来型 PRAM の原理と課題
相変化メモリ（PRAM）とは不揮発性固体メモリの一種で、フラッシュメモリのように外部電源を切り離してもメモリ効果を長時間維持できる。その原理は電荷を蓄積保存するフラッシメモリと違って、カルコゲンと呼ばれるあまり耳慣れない元素から構成される化合物がもつ、結晶状
態とアモルファス状態との大きな電気抵抗差（２桁から 3桁）を、1 と 0 に置き換えてデータを記録・保存している。
現在流通している PRAM 材料は、Ge（ゲルマニウム）とSb（アンチモン）を含む Te（テルル）化合物（テルルがカルコゲンである）で、この三元合金は読者のみなさんのお宅やオフィスにあるかもしれない DVD-RAM や Blu-ray
といった書き換え型光ディスクにも使用されていて、実は馴染みのある材料である（光ディスクでは電気抵抗差ではなく、結晶状態とアモルファス状態がもつ大きな光反射率差を利用している）。このように Ge-Sb-Te からなる三元化合物は結晶状態とアモルファス状態がもつ物性差が大きい
ことから、メモリとしての応用が昔から盛んに研究されてきた [1,2]。しかし、昨今の省エネ時代になって PRAM にも省電力化の波が押し寄せてきた。実は PRAM には避けて通れない問題がある。
「アモルファス状態」と何回かすでに記載しているが、このアモルファスの形成に省エネ化を拒む大問題が隠れている。アモルファスを形成するにはご存知なように一旦「熔融」といって、融点以上に加熱した後、瞬時に冷却させて結晶化する前にアモルファス固化（ガラス状というのがわかり易いかも）させる必要がある。
また、メモリの性能（書き換え速度）は、アモルファス化の速度とアモルファス状態から結晶状態への相転移時間の速さで決まる。このような機構をメモリセル内で、数十ナノ秒間隔で繰り返し完了しなければならない。従って電ナノエレクトロニクス研究部門
首席研究員 富永淳二

気メモリであれ光メモリであれ、エネルギーを一旦「熱エネルギー」に変換する機構が相変化メモリは備えられている [3]。Ge-Sb-Te 化合物は 620℃付近に融点があり、この高温以上に加熱する必要性から比較的大きな電流が必要なのである。化合物の融点は固有のものであり、Ge-Sb-Te 化合物のもつ高速相転移や安定した繰り返し書き換え耐久性
6~8（10 回）を犠牲にせずに電流量を下げるわけにはいかないのである。
２．PRAM の消費電力低減に向けた研究開発
PRAM の消費電力削減手段は二つある。一つは熱力学第一法則に基づいて、ナノテクノロジーを駆使して相変化メモリの各々のセルを極限まで小さくし、スイッチ動作領域の体積を極小化する方法であるが、韓国のサムソン電子
や米国マイクロンは力ずくで消費電力の低減を図った [4]。
もう一つは筆者が 2007 年ごろに考案した方法で、熱力学第二法則を応用したものである。これが TRAM 開発の基盤である。結晶—アモルファス相転移は 1,0 の情報を発生させる「装置」であるから、入力エネルギーは「装置」が生み出す「仕事」とエントロピーとして捨てられるエネル
ギーの和になるので、エントロピーを抑えるなんらかの工夫をすれば系全体の入力エネルギーを抑制できるだろう、という発想である。アモルファス状態は構成する原子のランダム配置に起因するので、「あるディメンジョンにコヒー
レントに原子を反復移動できる相転移状態」を実現すれば大幅にエントロピーロスを低減できるはずである。実は、第一の手段では熱力学第一法則を使っているだけなので、第二の手段を組み合わせればさらに一層の省電力化が実現できることに注意してほしい。しかし、そうは言ってもそう簡単に第二の手段を相変化メモリに持ち込むことはできないのである。そもそも電気メモリにせよ光メモリにせよ、結晶—アモルファス相転移をその記録原理に使用しているのだから、「溶融」過程は必須のプロセスなのである。
３．TRAM 実現へ向けた研究開発
さて、「第二法則を利用した相変化メモリ」をどのように作製すれば良いのか。筆者は 2008 年に Ge-Sb-Te 化合物に「一次元方向にコヒーレントに原子を反復移動させる相転移モデル」を考案した（基本特許出願 2008 年）（図 1）。
詳細は紙面の制約上、参考文献に譲るが、このモデルでは従来の Ge-Sb-Te 化合物を合金として利用するのではな
く、カルコゲン化合物の層状特性がもつファンデルワールス力を利用し、GeTe 結晶薄膜と Sb2Te3 結晶薄膜をそれぞれのある結晶軸を共有させながら一軸方向にエピタキシャ
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ナノテクノロジー拠点（TIA-nano）の現状と動向

ル成長させたヘテロ超格子膜にすると、この超格子膜内の Ge 原子が熱エネルギーと電圧によって独立に Sb2Te3 界
面に向かって反復移動できることが分かった。そしてこの「結晶—結晶」相転移は、Ge-Sb-Te 合金化合物の「アモルファス—結晶」相転移と同様に大きな抵抗変化を実現できることを第一原理計算から予想した [5]。以降、これらの構造を具体的に産業応用が容易なスパッタリング法を用いて作製できるようになるまで 2 年ほどの実験を必要としたが、2011 年に実際に 75nm 径の電極を用いた相変化メモリ
デバイスに超格子を作製して、同径の PRAM との比較測
定で〜 1/10 の消費電力の低減ができることを実証した [6]。
また、2010 年から立ち上がった二つの国プロ（FIRST とLEAP）においては、この原理に基づき、Te に対する Geの組成比を小さくすることで一層の省エネ化が達成され、従来比で 1/100 から 1/1000 程度まで消費電力の低減が可能になった [7,8]。
４．TRAM で発見された PRAM にない磁気特性2011 年の論文発表後間もなく、筆者らは固体物理学の分野でメモリとは一見全く関係がなさそうな論文に目が止まった。
「トポロジカル絶縁体」である。2005 年ごろに提図１ Ge-Sb-Te 化合物を一次元方向にコヒーレントに原子を反復移動させる相転移モデル。 (a) と (b) は理想的な空孔をもつ NaCl 型立方晶のモデルで、空孔に向かって対をなす Ge
原子が一軸方向にスイッチ動作できる。実際にはランダムに、Ge 原子、Sb 原子、および空孔が結晶の b サイトを占めるので（Te は a- サイトを占める）、決して自然にはこのような理想的な結晶はできない。(c) はこのモデルを六方晶として展開したモデル。(c) では GeTe と Sb2Te3 を交互に積層した超格子薄膜を形成すれば、Ge 原子のコヒーレントな一軸方向への反復運動が可能になる。

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Science Academy of Tsukuba, No.28, September 2015

唱された新しい物理現象である。トポロジカル絶縁体は、その物質内部は絶縁体でありながら表面だけは電気を通す
金属のように振る舞う。この現象は結晶のバンド構造電子の Berry 位相変化に起因した現象で、内部と表面ではバンド構造のトポロジー（Z2 と呼ばれる数）が異なることに起因する（詳細な説明は紙面の都合上割愛する）[9]。注
目すべきは超格子内の Sb2Te3 結晶薄膜は典型的なトポロ
ジカル絶縁体であることが理論計算と実験から報告されていた。一方、GeTe 結晶薄膜は狭いバンドギャップをもった半導体である。これらを交互に積層した超格子構造はトポロジカル絶縁体のように振る舞うのだろうか？このようなヘテロ構造の理論や実験結果は当時報告されていなかった。トポロジカル絶縁体の特徴は、結晶構造に時間反転対称性と空間反転対称性の両方を持つことである。超格子構造の結晶モデルから抵抗の高い RESET と呼ばれる状態が空間反転対称性をもつことはわかっていたので、時間反転対称性を壊す操作を加えると何が起こるかを早速検証することにした。小さな、しかし、ある程度強い磁力をもつ
小さな磁石を動作中の超格子メモリセルに接近させてみたのである。すると室温で 2000%を超える巨大磁気抵抗変化が観測された [10]。この他にも最近、150℃の高温化で鏡面対象な異常光磁気カー効果など異常な磁気現象が相次いて見つかった [11]。Ge-Sb-Te 合金の構成元素はいずれも非磁性で、これまで決してそのような磁気現象が観測されなかったことから、これらの異常な磁気現象はトポロジカルな特性に関係しているらしいことが次第に分かってきた。
また、スピン軌道相互作用を含めたバンド計算では、我々の予想通り、ディラックコーンと呼ばれるグラフェンがもつようなコーン状のバンドが形成されていることも確認されたことから、トポロジカル的な電子物性が超格子メモリに秘められ、顔を覗かせていることが次第に分かってきた。
このようなメモリを超えた機能をもつことから、超格子メモリに新たな名前が必要になり、Topological Switchingをもつものとして、TRAM と新たに命名したのである。
５．今後の展望
TRAM は元来、PRAM の低消費電力化を目的に開発したものであるが、トポロジカル絶縁体という新しい機能が加わることで、メモリから固体物理学の分野でも注目を集めるようになり、メモリとしての本流の開発プロジェ
クトの他に、新たに JST の CREST にも採択され、後者ではトポロジカル特性の純粋な理論研究と、それらを応用した革新的なマルティフェロイック機能デバイスの実現に向けて、産総研と 4 大学が参加して 2014 年から研究開発がスタートしている。また、EU でも超格子メモリプロジェク
ト（PASTRY）が進行中で我々の研究開発を追いかけている。このように、TIA-nano で育った TRAM は世界へ向けて大きな展開を見せはじめており、発明者としては感無量である。今後の成果に期待したい。
参考文献：
１）N. Yamada et al . : Jpn. J. Appl. Phys. 26, 61（1987）.

特集

つくばイノベーションアリーナ２）M. Wuttig and N. Yamada, Nature Mater. 6, 824–832（2007）.
３）A . Kolobov and J. Tominaga, Chalcogenides-Metastability and Phase Change Phenomena（Springer, 2012）.
４）B.K. Cheong et al ; Phys . Status Solidi B 249, 1985
（2012）.
５）J. Tominaga et al .: Jpn. J. Appl. Phys. 47, 5763（2008）.
著者略歴

富永

淳二（とみなが

ナノテクノロジー拠点（TIA-nano）の現状と動向

６）R. E. Simpson et al. ; Nat. Nano. 6, 501（2011）.
７）T. Shintani et al .;ECS Trans .64, 71（2014）.
８）N. Takaura et al .; 2014 IEEE IEDM , 29.2MT（2014）.
９）齊藤英治、村上修一；スピン流とトポロジカル絶縁体（共立出版 , 2014.）
10）J. Tominaga et al .; Appl. Phys. Lett . 99, 152105（2011）.
11）D. Bang et al .; Sci. Rep . 4, 5727（2014）.

じゅんじ）

1985 年千葉大学大学院工学研究科修了。1997 年まで TDK 開発研究所研究員。この間、1987 年から 1990 年、英国 Cranfield Institute of Technology（現 Cranfield University）先端材料工学科博士課程社費留学、1991 年 Ph.D. 取得。1997 年旧工業技術院産業技術融合領域研究所入所。2001 年産業技術総合研究所次世代光工学研究ラボ長、2003 年近接場光応用工学研究センター長、2013 年ナノエレクトロニクス研究部門首席研究員。2000 年日本 IBM
科学賞、2014 年第一回産総研論文賞、S. R. Ovshinsky Lectureship Award など受賞。米国
光学会（OSA）フェロー、日本化学会、英国物理学会（IOP）会員。

～実証段階での成果～

ＭＥＭＳ新潮流
オープンイノベーションで開発 ３軸触覚センサ
一般財団法人マイクロマシンセンター 渡辺

１．はじめに秀明

タッチエンス株式会社 丸山

尚哉の集積マイクロシステム研究センター（廣島洋センター長）

MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）は、多様なの所有する世界最先端の8、12インチの研究施設を広く産業

産業分野における小型・高精度で省エネルギー性に優れた界が利用する活動である。MNOICの利用形態は大きく分け

高機能のデバイスとして期待されており、昨今のスマートて以下の５つのサービスに分類される。

フォンやタブレットなどの普及により、MEMS市場が急拡

１）年間利用契約を行い、企業の研究者がMNOIC研究居室

大している。更なる市場拡大のためには、様々なアイデアを持つベンチャー企業などが、新規のMEMSデバイスを開発することが望まれるが、MEMSの研究開発は高額な研究施設が必要なため、限られた企業だけが研究開発を実施していた。一方、海外では、ベンチャーや中小企業が利用可に席を確保して自由に研究施設を使用する。
２）一時利用者（ビジター）として研究員登録し、必要な時に利用する。
３）研究受託：仕様書に基づいてMNOICの研究員が代行して試作や加工を行う。

能なMEMS研究拠点やファンドリーが整備されており、俊４）工程受託：産総研の共用設備を主に利用して、指示さ敏な実用化が行われていた。このような状況を打開するたれた工程でサンプル加工や試作を行う。なお、このサ

めに、マイクロマシンセンターは、海外の研究施設に対抗

ンプルは販売可能である。

できる最先端MEMS研究拠点・MNOIC（MicroNano Open

５）人材育成、MEMSの研究開発や実用化のためのコンサ

Innovation Center：エムノーイックと呼ぶ）を2011年4月1

ルタント、産官学による研究開発提案のための活動を日に設立した。ここでは、MNOICのサービス開始から4年間経った当センターの紹介と最近のトピックスを紹介する。

行う。
また、ユーザはデバイス企業のみならず、装置メーカ、材料企業、商社的な企業も含まれる。特に研究受託や工程

２．MNOICの紹介と利用状況
MNOICはTIA（つくばイノベーションアリーナ）に属す

受託では、専門企業やベンチャー企業もあり、日本における当該産業の活性化に多大な貢献している。

る国立研究開発法人産業技術総合研究所（つくば東事業所）
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つくばイノベーションアリーナ

ナノテクノロジー拠点（TIA-nano）の現状と動向

３．最近の成果

稀に技術の入手＝製品と誤解されることがあるが、大学

ここでは、MNOICを利用して開発した、タッチエンス社の3軸触覚センサについて紹介する。

で発明された技術は製品として求められる状態からかなり遠い状態である。特に今回の３軸触覚センサのような数量

タッチエンスは、中小企業の佐竹製作所が東京大学で開を多く作ることを求められるものに関しては、製品の特性

発された技術を活用して開始した新規事業が母体となっての安定度は言うまでもなく、収益の出せるコストで必要数設立された会社である。

量を製造可能にする生産技術の開発が必須となる。これら

今後成長が期待されるロボット市場の中で、特に進化がは大学での研究段階では深く検討・実証される必要のない

望まれている認識制御技術のセグメントへの新規参入を目ものであるため、センサとしての技術を手に入れただけで指すため、東京大学とライセンス契約を結んだ２つの触覚

MEMSの製造経験がないタッチエンスにとって、MEMS

センシング技術のうちの１つが３軸触覚センサ（当社製品

ウェハ量産プロセス開発は技術的なハードルも非常に高く、

名ショッカクチップ）（図１）であった。

困難の連続であった。
MNOICのサービスを活用するまでの3年間は、民間のMEMSファンドリーへ試作製造を依頼していたが、最初に直面した問題は、量産ビジネスが前提であるMEMSファン
ドリーでは、当社のような特殊設計で開発後の販売量が確定していない試作を引き受けてくれるところがほとんどないということであった。
海外含めて10社以上に断られながら、ようやく大学からの紹介で1社試作製造を引き受けてくれるところが見つかったが、そのファンドリーでの設備の制限により、市場で主流になっている量産サイズより小さい4インチのウェハでの開発となっていた。

図１ ３軸触覚センサ

センサとして試作品を開発するのには4インチでも数量的には十分であったが、結局この小型のウェハでも製造は安ロボットの指先に使われることを想定して開発されたた

定しなかったため、センサとしての特性バラツキも大きくめ触覚センサという表現になっているが、この３軸触覚セなり、また顧客からも量産ができる製品という評価を受け

ンサは、せん断力と圧力を出力するセンサであるため、競ること難しい状態であった。

合になる技術は３軸の力覚センサと呼ばれているものであ

この過程を経て、再度大学からの紹介で、MNOICを知るるが、これらの力覚センサはメーカ数も非常に少なく、市ことになり、２章に記載したサービスの中で３）研究受託

販されている製品はロボットの触覚用途に使うには大きくのスキームを活用することにした。

て、かなり高価なものであるため、市場規模も数億円（当社推定）程度にとどまっている。

上記の環境であったため、少量の開発試作を引き受けてもらえるだけでも助かったが、さらにその試作を量産時に一方、タッチエンスの３軸触覚センサは、MEMSを活必須になる8インチの大型ウェハで製造できたことはこの製用しているため、小型化と低コスト化には非常に有利であ品の開発にとって非常に大きなステップであった（図３）。

る（図２）。ベンチャー企業であるタッチエンスが、このセ

また、MEMS製法に知見のないタッチエンスにとっては、

ンサで目指しているのは、既存力覚センサ市場の置換えでセンサの特性側からの視点で必要となるMEMSチップの特はなく、サイズとコストにイノベーションを起こすことで、性を仕様にまとめるだけで、製法に精通している研究員に全く新たしい市場を創りだすことであるため、このセンサ

より最適な製造レシピが開発され、試作品が製造されるとにとって量産プロセス開発の成否は非常に大きなマイルス

いうサービスは、他の民間ファンダリーでは得られないもトーンであった。

のであった。

図２ 小型、低コストの３軸触覚センサ
12

Science Academy of Tsukuba, No.28, September 2015

図３ ウェハ状態の触覚センサ

特集

つくばイノベーションアリーナ

ナノテクノロジー拠点（TIA-nano）の現状と動向

結果としては、数回のトライアルは必要であったが、4イ備で量産前提の試作開発ができる機関や製造ノウハウの必ンチでは実現できていなかったイオンインプランテーショ

要性は共通の課題であり、MNOICという開発製造インフラ

ンによるピエゾ抵抗形成にも成功し、8インチという大型が、その課題を解決する役割を果たしていくことになるだ

ウェハでありながら、面内の均一性も4インチから飛躍的にろう。
ただ、この役割にはもう１ステップ必要になることが予改善されるという成果を得ることができた。
このウェハ製造のブレイクスルーにより、ようやく量産想される。MEMSの特徴は量産性であるため、試作支援をプロセス開発のマイルストーンに対して目途を立てること完了した後には量産の製造が必要になるが、この部分ではができ、その効果によって、現在では、当初のターゲット

コストや安定供給の観点から民間ファンドリーの活用が不市場であったロボット用途だけでなく、携帯やPCといった可欠になる。MNOICによる受託サービスにより開発されコンシューマーエレクトロニクス市場やヘルスケア市場へた製品の製造ノウハウを民間ファンドリーへ橋渡しするスの可能性が開けてきている。

キームをどのようにするのか。
MEMS開発製品のビジネス化支援機関として、MNOIC

４．おわりにの今後のさらなる発展が望まれる。

日本のものづくり産業にとっては、先端技術であるMEMSを活用してイノベーションを狙う企業が増えてくる

参考URL

ことが望まれる。タッチエンスのような産学連携を活用し（一財）マイクロマシンセンター http://www.mmc.or.jp/

た企業は、稀な事例であるかもしれないが、ベンチャー企

タッチエンス株式会社 http://www.touchence.jp/

業によるMEMS関連製品の開発という視点では、最新の設
著者略歴

渡辺

秀明（わたなべひであき）

丸山

一般財団法人マイクロマシンセンター MNOIC
研究企画部長 1982 年 筑波大卒、同年立石電機株式会社（現オムロン）入社
2007 年 新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）
2015 年より現職

尚哉（まるやまなおや）

1974 年愛知県生まれ。名古屋工業大学卒業後、外資メーカの日本法人にて技術営業職に就く。
同社アメリカ工場にて事業責任者、新規事業責任者などを歴任。2010 年に株式会社佐竹製作所
取締役、2011 年よりタッチエンス株式会社を設立し取締役（兼務）に就任。現在に至る。

～事業化への橋渡しでの成果～

富士電機 6 インチ SiC 量産工場
富士電機株式会社

木村
電子デバイス事業本部 開発統括部 プロセス開発部 山崎
技術開発本部 次世代デバイス開発センター 渡邊

技術開発本部

次世代デバイス開発センター

１．はじめにSiC 開発部浩
智幸
雅英

富士電機㈱は量産化技術、㈱アルバックは SiC 専用装置開SiC（Silicon Carbide）は次世代パワーデバイスを実現

発を担当した。開発当初は、技術開発だけでなく、開発をする半導体材料として有望視され実用化が始まっている。

バックアップするユーティリティーや体制上の課題が山積

富士電機㈱はパワーエレクトロニクス技術強化の必要からしたが、外部装置導入補強や 24 時間化体制構築など、様々

SiC デバイス技術開発に精力的に取り組んでいる。

な形で産総研からの多大なご協力いただき課題解決を進

産業技術総合研究所（以下産総研）とは 2009 年に富めた。その結果、世界発の SiC 専用試作ラインを計画通り

士電機㈱、㈱アルバックとの 3 機関で研究と量産の間の構築することができた。更に、2012 年にはより多くの企

所謂「死の谷」を乗り越える技術共同研究（イニシア

業と大学等も参画した民活型共同研究体 TPEC（Tsukubaティブ）をスタートさせた。この共同研究では産総研のPower-Electronics Constellations）に発展した（2012 年 10

最先端 SiC ショットキーバリアダイオードおよび IEMOS

月時点で計 25 機関）。TPEC では開発した技術成果を標準（Implantation and Epitaxial Metal-Oxide-Semiconductor

レシピという形で知的財産化されたことにより外部への技

Field-Effect Transistor）の量産化技術確立を目的とし、術供与も可能になっており、産業化の支援が他のプロジェ
Science Academy of Tsukuba, No.28, September 2015

13

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ナノテクノロジー拠点（TIA-nano）の現状と動向

クトより容易になっている。これらの取り組みが日本経

２．φ 6 インチ SiC 量産工場

済団体連合会で認められ、第 11 回産学官連携功労者表彰

SiC 量産工場の設備は、SiC 専用設備と従来の Si ライン（2013 年）において、「会長賞」を受賞することができた。

から転用可能な設備で構成される。SiC ウェハの熱処理温

一方、富士電機㈱は、上記共同研究の知見を生かして同度は Si より高いため、酸化炉やアニール炉は 1300℃以上

年より同社松本工場（図 1）で世界に先駆けたφ 6 インチの高温処理に耐えうる装備が施されたφ 6 インチ SiC 専用

ライン（図 2）の構築を開始した。φ 6 インチ SiC ウェハ設備を採用している。別の例としては、p 型や n 型を形成の外観写真を図 3 に示す。このφ 6 インチ製造ラインは当するために SiC ウェハにイオン注入によりドープされる不時世界中で例がなく、φ 3 インチやφ 4 インチ結晶が一般

純物原子（アルミニウムや窒素など）は、高温処理しても的だった頃において、いち早く生産性向上を狙った量産工

SiC 結晶内で殆ど拡散することはなく、イオン注入の際に場の立ち上げを意識したものであった。このラインは前述

同時に形成される結晶欠陥も回復しにくいという性質を持の TPEC 標準レシピを活用し、短期間で立ち上げを完了さつ。この点は Si と大きく異なるため、イオン注入装置にせ、現在は様々な SiC デバイス生産を始めている。本稿でおいては注入によるダメージを小さくするために Si でははこれから富士電機㈱の SiC の取り組みについてご紹介し一般的に行われない高温イオン注入を行う機構が求められていく。

る。これらの設備は Si ラインからの転用が困難であるため、φ 6 インチ SiC 専用設備が導入されている。
一方で、一例としてゲート電極を構成するために用いられるポリシリコンや層間絶縁膜として用いられる酸化膜の成膜は CVD（Chemical Vapor Deposition）装置を使用するが、これは Si ラインと同等設備であり転用している。
この他、ウェハの前処理装置やパターンを形成するための露光機や現像装置なども転用したものを採用している。
３．SiC デバイスの紹介
富 士 電 機 φ 6 イ ン チ ラ イ ン で 製 造 さ れ た IEMOS と
図1 富士電機㈱松本工場

ショットキーバリアダイオードのウェハ外観写真を図 4 に示す。SiC デバイスの適用が進められている耐圧クラスは
現 在 IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor） と FWD（Free Wheeling Diode）が使われているが、一般に IGBTと FWD はバイポーラ素子であるために高速スイッチング
動作に限界があるのに対して、IEMOS とショットキーバ
リアダイオードはユニポーラ素子なので高速スイッチン
グ動作に適し高周波化にメリットがある。またデバイス
耐圧を維持するためのドリフト層厚を SiC では Si の 1/10程度にできるため、SiC を用いることで導通損失やスイッ
チング損失が大幅に改善される。こうした特性を活かす
ことでチップ面積を小さくすることができ、またこれら

図2 SiCφ6インチライン

チップを搭載するパワーモジュールも小型化することができる。パワーモジュールが小型化されることでパワーモ
ジュール内配線による寄生インダクタンスも小さくする
ことができ、デバイスを駆動するキャリア周波数を高め周
辺部品を小さくすることができる。このように SiC を使うことによるメリットはパワーデバイスを用いたパワーエレ
クトロニクス製品の高効率化だけでなく小型化にも寄与する。これら SiC デバイスの適用例を図 5 に示す。これはIEMOS とショットキーバリアダイオードを用いた小型パワーモジュールを搭載した 1MW クラスの太陽光発電 PCS（Power Conditioning System）である。この PCS は従来に比べ大幅な小型化がなされ、盤サイズを 20%と大幅に縮小することに成功している。性能面では変換効率 98.8%を

図3 SiCφ6インチウェハ（工程処理前）
14

Science Academy of Tsukuba, No.28, September 2015

実現（従来機種 98.5%）しており、2015 年度の電機工業技特集

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術功績者表彰最優秀賞を受賞している。

ナノテクノロジー拠点（TIA-nano）の現状と動向

４．おわりに産総研における共同研究による SiC パワーデバイスの研究開発成果は、パワーデバイスの開発だけでなくこれらを搭載した新たなパワーエレクトロニクス製品の創出へとつながってきている。現状では SiC の結晶品質や MOS ゲー
ト特性などは Si に比べ改善すべき点が多く、これらに関わる精力的な研究開発が多くの研究機関で進められている。これら技術課題が一つずつ解決されることで SiC の性
能が最大限活かされるようになり、またφ 6 インチ量産工

図4 SiC-IEMOSおよびSiC-SBDのウェハ外観（左は IEMOS、右はショットキーバリアダイオード）場のような生産性の高い製造ラインにより SiC デバイスが普及することで、高効率なパワーエレクトロニクス製品の市場拡大が期待される。
著者略歴

木村

浩（きむら

ひろし）

富士電機㈱ 技術開発本部 電子デバイス研究所
次世代デバイス開発センター SiC 開発部長
1990 年 富士電機㈱入社
2010 年より現職

山崎
図5 SiCを適用した1MW太陽光発電PCS外観

智幸（やまざきともゆき）

富士電機株 電子デバイス事業本部
プロセス開発部長 博士（工学）1991 年 富士電機㈱入社
2014 年より現職

渡邊

雅英（わたなべ

開発統括部

まさひで）

富士電機㈱ 技術開発本部 電子デバイス研究所
次世代デバイス開発センター長 博士（工学）1983 年 富士電機㈱入社
2014 年より現職～事業化への橋渡しでの成果～

SGCNT の量産実証プラントから製造プラント建設
日本ゼオン株式会社

特別経営技監

１．はじめに元取締役常務執行役員 荒川公平が発見された。これによって飛躍的な高効率、高生産性の単層カーボンナノチューブは、優れた電気伝導性、熱伝可能性が見えて来た。2006年度から2010年度の5年間のＮ

導性、機械的物性を有し、ナノテクノロジーの中核となる

ＥＤＯプロジェクト「カーボンナノチューブキャパシタ開基盤材料として期待されているものの、長きにわたり工業

発プロジェクト」の中でＳＧＣＮＴの初めての連続生産技

材料に適用されるような高生産性と高純度を両立できる製術が作られ、量産化の道が見えてきた。また、2009年の経法が見出されてこなかった。

済産業省（以下 経産省）の補正予算によって、生産機に2004年に独立行政法人産業総合研究所（以下、産総研）

近い実証プラントの建設が認められた。この実証プラントの畠博士によって、スーパーグロース法と言う高生産性、は、2010年末から稼働した。また実証プラントの建設に先高純度の単層カーボンのチューブ（ＳＧＣＮＴ）の合成法

駆けて、
2010年5月に「単層ＣＮＴ融合新材料研究開発機構」

Science Academy of Tsukuba, No.28, September 2015

15

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ナノテクノロジー拠点（TIA-nano）の現状と動向と言う技術研究組合を設立し、ポリマー、ゴム、金属等とカー共同研究となった。研究課題は大きく2つあり、キャパシタ

ボンナノチューブを複合化するための基盤技術構築が行わの研究開発は産業技術総合研究所と日本ケミコン株式会社

れた。ここでは、量産技術構築、実証プラント建設からプで担当した。ＳＧＣＮＴの量産技術を産業技術総合研究所

ラント建設承認までについて記載する。

と日本ゼオン株式会社が担当した。ここではその量産化技術についての成果についてのみ紹介する。

２．ＮＥＤＯプロジェクト参画の決断

2004年に発見されたスーパーグロース法のカーボンナノ

2005年6月に産総研の湯村先生と畠先生が日本ゼオンのチューブの製法は、約１㎝角のシリコン基板上に生成され私を訪問し、ＳＧＣＮＴのＮＥＤＯプロジェクトに参画したが、大量合成のために、第一に大面積化、第二に連続化てほしいとの要請があった。当時、ＣＮＴの共同研究先とが課題となった。小さい基板で出来きるものは、基本的にして日本ゼオンと言う会社を選択することは、ほとんど誰

大基板でも出来るはずであるが、結晶成長にはガスの流れも理解できないことであった。ここで簡単に日本ゼオンとがその生成に大きな影響を及ぼすことから、大基板上で原言う会社を紹介する。

料ガスや水分が出来るだけ均一になる必要があり、熱流体

日本ゼオンは、1950年に設立し、米国グッドリッチ社か

シミュレーションによって、ガスの流れを制御できる設備

らの技術導入で、1952年に塩化ビニルの国産化に成功した。

を設計した。その成果として、2007年にＡ４サイズの基板

更に同じ会社からの技術導入で1959年に合成ゴムの製造・での生成に成功し、更に2008年に連続化に成功した。この販売を開始した。その後、ナフサ原料から抽出された成分

成功によって、従来のシリコン基板上での生成に対して、

により、化成品、電子材料、高機能材料等を製造・販売し1000倍以上の生産性が実現し、工業材料として利用されている会社で、無機物は一切扱っていない会社である。Ｃ

うるコストの可能性が見えて来た。次に、ＳＧＣＮＴの用

ＮＴの技術からはかけ離れた日本ゼオンに産総研から共同

途開発のために十分なサンプルを供給できる体制が必要で研究を持ちかけるということは、誰もが理解できないことあった。経済産業省研究開発課で実証プラント用に2009年であった。そこには、理由があった、私が日機装と言う会の補正予算で11.4億円を獲得し、産業技術総合研究所敷地

社で、流動気相法と言うＣＮＴの連続製法を今から約30年

内に実証プラントの建設が承認された。

前の1984年に開発していたこと、つまり私がＣＮＴの開発の経験者であると言うことが、日本ゼオンを共同研究の対このプラントは、ＳＧＣＮＴの用途開拓や基盤研究に使うサンプルの供給をするために必要とされた。

象として候補に挙げた理由である。
2005年6月に畠先生から、ＳＧＣＮＴの技術内容の説明を受け、高純度、高成長性等から、初めて単層ＣＮＴが産

４．実証プラントでのサンプル製造から、生産プラントの設備投資承認

業材料になる手ごたえを感じ、社長の古河に共同研究参画

２０１０年５月に、産総研、ＮＥＣ(株)、東レ(株)、帝人の許可を求めた。社長は、有機材料しか扱っていない会社が、(株)、住友精密工業(株)、日本ゼオン(株)の6社を組合員と最先端のＣＮＴ研究に参画する実力が有るかどうかと言うする技術研究組合が設立された。

ことと安全面での懸念を持っていたが、最終的には、事業

ＣＮＴは、優れた特性を有するが、多くの場合、単独で化はともかく研究開発だけはやっても良いと言う条件付き

はその機能を引き出すことは出来ない。そのために、各種で、プロジェクトに参画することを許可してくれた。それ

材料との複合化が必要である。一方、
ＣＮＴは分散が難しく、によって、2006年のカーボンナノチューブキャパシタのＮ

異種材料との複合化はそれなりにハードルが高い。このよ

ＥＤＯプロジェクトへの参画が可能となった。

うな、複合化等の技術は用途を開発する会社で単独に技術今から考えれば、2005年にアスベスト問題があり、ＣＮ開発することは、全体的視点で効率が悪く、オープンイノ

Ｔも同等の危険性が指摘され、反対する役員もいた中で、ベーションで基盤技術を開発することを目的に技術研究組

社長が許可してくれたことが、結果的にＳＧＣＮＴの工場

合が設立された。この中で、複合化技術の他に、半金分離

建設につながった。

技術、糸状化技術、また安全性の簡便評価技術、環境評価技術等の基盤技術について、大きな成果が得られた。

３．ＮＥＤＯプロジェクトでの量産技術開発から実証プラ
ント建設

ＳＧＣＮＴとゴムとの複合材においては、機械的耐久性、電気伝導性、熱伝導性、微細加工性等において、従ＳＧＣＮＴは、比表面積が1000ｍ２ ／ｇ以上であり、既来の多層CNT、単層ＣＮＴとの比較でも圧倒的に高いパ存のカーボンナノチューブの中で最高である。このことにフォーマンスを示すことが判明してきた。例えば、フッ素

より高容量が期待できる。また従来の活性炭との比較では、系ゴム（ＦＫＭ）とＳＧＣＮＴの複合材料のテストピース

電気伝導性が高く高出力のキャパシタを期待できる。このを５０％伸ばし、また元に戻すと言う伸縮繰り返し実験で、ような理由で、高容量、高出力のＳＧ－ＣＮＴキャパシタは、初期特性が２０Ｓ／ｃｍと言う高い導電性をしめすことと、

2006年のＮＥＤＯプロジェクトに採択された。研究体制は、

４０００回以上の伸縮繰り返しに耐えることが確認された。

飯島博士がプロジェクトリーダーで、産業技術総合研究所、他のＣＮＴは１０００回以下で特性が劣化することと、

日本ケミコン株式会社、日本ゼオン株式会社の三者によるほとんどが１０Ｓ／ｃｍ以下である。つまり導電性、繰り16Science Academy of Tsukuba, No.28, September 2015

特集

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ナノテクノロジー拠点（TIA-nano）の現状と動向

返し伸縮耐久性共に他のＣＮＴとは一線を画す圧倒的に高ＣＮＴを組み込んだ製品を考えている企業が数社現れ、Ｓい性能を発現することが確認できたのである。

ＧＣＮＴの供給を望む声が多くなり、日本ゼオンとしても、ゴムとの複合材料化に於いては、電気伝導性以外に熱伝まだ需要は少ないものの、将来的に大きな市場を形成する

導性でも画期的な成果が得られた。熱伝導性が鉄を超える、という判断と、市場の要求に対応すべく、２０１４年４月

９０Ｗ／ｍ・ｋと言う特性が有られた。この基本的成果は、の取締役会議に工場建設承認の付議を行い、会社としてＳ

新規の熱伝導材料用途開発として、ＮＥＤＯの助成事業で

ＧＣＮＴの事業参入が決定した。
２０１５年４月に、ＣＮＴ研究所を設立、同６月に、Ｓ進めている。
その他にも、銅との複合で、電気伝導性がほぼ銅並みで、ＧＣＮＴ事業を行うゼオンナノテクノロジー株式会社設立

電流密度が銅の１００倍の材料が得られており、そのポテした。工場は１１月に竣工する予定であり、産官連携の国

ンシャルの高さから、実用化に向けた研究が継続されていプロの成果が大型事業として年末よりスタートすることと

る。

なった。

このように、ＳＧＣＮＴのポテンシャルを引き出す成果

これまで、経済産業省、ＮＥＤＯ、産総研を始め多くのが続々と現れている。それらとは、別に企業での個別研究

ご協力のもと、事業化が可能になったこと、改めてお礼申で用途開発が進展し、２０１４年初めには、具体的にＳＧし上げます。

著者略歴

荒川

公平（あらかわこうへい）

昭和53年３月31日
東京大学大学院工学系研究科化学工学専門課程修了
日機装株式会社、富士写真フイルム株式会社を経て、平成14年１月１日
日本ゼオン株式会社入社 光学製品研究所所長
取締役常務執行役員 研究・知財担当を経て、平成25年６月27日～現在 特別経営技監 会長プロジェクト担当
民間団体歴として、
平成22年５月～現在
技術研究組合単層ＣＮＴ融合新材料開発機構 理事
平成26年６月～現在
プラスチック成型加工学会 理事～光・量子計測での成果～「つくば」だからできる機関を跨ぐ新しい連携・連動 TRX
高エネルギー加速器研究機構

池田進「つくば」は高密度研究機関集積拠点である。そこでは恒まる。KEKは、加速器を研究手段に用いて宇宙・素粒子・常的でスピード感のある機関を跨ぐ研究連動・連携（TRX：

原子核・物質・生命の謎を解き明かすことを目指した基礎

Tsukuba Research eXpress）が可能である．それは、同種研究を推進している。ここから生まれた新しい技術は、新研究領域における「しきい値を超えた大型研究グループの素材の開発、表面処理等の工業技術から、がん等難病の診形成」、
異種間における「新しい機能を加えた革新研究グルー

断・治療まで、様々な分野に展開され活用されてきている。

プの形成」、さらには、知の創成、産業への橋渡し、そして

さらに、
「茨城県」
「つくば」は、放射光施設、陽電子施設、産業化への一貫した研究開発体制「研究・開発コンビナー

J-PARC施設、イオンビーム施設、電子顕微鏡施設等の大型

ト」、それぞれを実現可能とする。それは、また、「つくば」施設を揃える加速器技術の世界最大拠点である．この恵まに明確な存在感をもった研究力、躍動感に溢れる研究力をれた歴史と環境から、「光・量子計測」は、TIA-nano ４機創造させる源にもなる。TIA-nano「光・量子計測」は、こ関の加速器技術、測定器技術並びに加速器から生み出されの機関を跨ぐ新しい連携・連動＝TRXを基本理念として、る量子ビームによる計測・分析利用技術を向上させ、「つく

2014年、TIA-nanoの中に立ち上げられた。

ば」全体の科学を高度化させ、社会・産業が必要とする材料・「光・量子計測」の立ち上げは、2012年4月、高エネルギー

生物・医療等の応用研究を加速度的に促進し、TIA-nano全加速器研究機構（KEK）が、産総研、物材機構、筑波大に体をより一層魅力ある世界的ナノテクノロジー研究拠点に続く4番目の中核機関としてTIA-nanoに参画したことに始成長させる基盤として期待されている。
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特集

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ナノテクノロジー拠点（TIA-nano）の現状と動向「光・量子計測」は、研究現場、産業現場に設置できる

第２に、テーマの一つである革新的構造材料研究（物材

小型・軽量・可搬な光量子ビーム源の開発を主な目標とす機構、産総研、筑波大、KEK）が、内閣府 戦略的イノベーショ

る「光量子発生スクエア」、高感度、高精度、高分解能の検

ン創造プログラム（SIP）革新的構造材料に応募し、「構造出器開発と革新的計測技術の開発を目標とする「光量子セ

材料の未活用情報を取得する先端計測技術開発プロジェク

ンシングスクエア」、光量子を用いて物質機能発現メカニズ

ト（平成26年度～平成31年度）」として採択されたことでムの探究と新しい機能性材料の基礎開発を進める「光量子ある。そこでは、SIP-構造材料の未活用情報を取得する先

ナノ材料スクエア」から成る（図１参照）。

端計測技術開発に向けて、４機関が分担・連携して、先端「光・量子計測」設立１年目の平成26年度、TIA ４機関

計測技術開発にあたる。例えば、産総研は、陽電子マイクの研究者は連携した研究開発推進を目指して、「光・量子計ロビーム欠陥イメージング、超伝導微量軽元素検出、マル

測」にテーマを登録した。それらは、研究推進のための大チスケールモアレ変位イメージング。物材機構は、アトム

型外部資金獲得を連携して目指すもの、また、資金は確保

プローブなど3次元ナノ構造解析装置群。筑波大は、イオンされているが加速度的な研究推進をするためにより大型のビームを用いた水素検出、多元素同時2Dマッピング。KEK

革新研究グループ形成を目指すもの等、その登録の意図はは、放射光を用いたX線吸収分光CT（XAFS-CT）。これは、多様である。

４機関のグループ研究者が強く連携した結果であり、「光・

平成26年―現在の「光・量子計測」の特筆すべき成果は、第１に、機関を跨ぐ連携・連動TRX の理念の基に、30近い

量子計測」が目指した機関を跨ぐ連携・連動TRXの成果である。

テーマが集ったことである。

図１「光・量子計測」
TIA中核の４研究機関の開発・研究交流を通して、光量子発生及び観測技術の革新並びにその利用研究の高度化を図り、４研究機関の開発・研究を加速度的に発展させるとともに、TIA-nano既存の産業直結のプログラム「研究コア」の開発促進に貢献し、次なる「研究コア」の創成に資することを目指す。
著者略歴

池田

進（いけだ

すすむ）

学位：理学博士
KEK名誉教授、総合研究大学院大学名誉教授
現職:KEK大学・産業連携推進室長、つくばイノーベーションアリーナ室長
昭和52年 東北大学大学院博士課程修了（物理学専攻）（理学博士）
東北大学理学部助手・助手、文部省・高エネルギー物理学研究所（KEK）助手、KEK助教授を経て、平
成7年 高エネルギー物理学研究所（KEK）・教授 平成10年—平成21年物質科学第三研究系研究主幹 及び 中性子科学研究系研究主幹 平成18年—平成24年 物質構造科学研究所副所長 平成19年—平成24年3月
J-PARCセンター物質・生命科学ディビジョン副ディビジョン長 平成26年3月—現在 KEK研究支援戦略推進部 大学・産業連携推進室長、つくばイノーベーションアリーナ室長

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ナノテクノロジー拠点（TIA-nano）の現状と動向～共用機器整備での成果～

産業技術総合研究所における共用施設
産業技術総合研究所

TIA 推進センター・共用施設運営ユニット

共用施設ステーションステーション長

産総研は、日本の産業技術を革新するオープンイノベー
ション・ハブの役割を果すことを目指し、５つの共用プラッ多田哲也

４．ナノプロセシング施設（NPF）
https://nanoworld.jp/npf/

トフォームで機器共用サービスを外部に公開しています。

NPF では、原子層堆積装置、プラズマエッチング装置、これらの共用施設は、外部の方が使用する際には、約款に電子線描画装置、マスクレス露光装置、走査電子顕微鏡・

基づいた手続きによって利用することが可能です。この約

ナノプローバなどの 70 以上の成膜・加工・計測装置を有し、款には、次のような特徴が有ります。1．知財及び有体物

ナノデバイスの作製、ナノ材料の評価が可能です。オリジ

は原則利用者に帰属、2．単価表ベースによる料金となっナルな着想をいち早く具現化すべく、日々先端的な材料・ているため、コストの見通しが立てやすい。詳細は、次のデバイスの微細加工から機能検証までを一貫して推進してURL をご参照下さい。

います。また、様々なスクールを開いて、人材育成にも努

https://unit.aist.go.jp/tiaco/orp/index.html

めています。

以下では、公開している 5 つの共用施設の紹介をさせて頂きます。是非、皆様のご活用をお願い申し上げます。

５．スーパー・クリーンルーム（SCR）
https://unit.aist.go.jp/tiaco/orp/scr/index.html

１．先端ナノ計測施設（ANCF）

SCR では、300mm のシリコンウエハに対して一般的な

https://unit.aist.go.jp/rima/nanotech/index.html

半導体集積回路を形成するプロセス装置を保有しており、ANCF は、独自に開発した計測装置や技術を中心に公プロセスメニューを活用した研究開発や個々のプロセスモ

開しています。すなわち、陽電子プローブアナライザー装

ジュール、単独工程の処理などを行うことができます。ま置、蛍光収量Ｘ線吸収微細構造分析装置等、産総研が独自た、新規技術開発に対応できるように、新規材料の研究開に開発した装置に加え、過渡吸収分光装置、リアル表面プ発に対しても前洗浄処理や汚染対策などに関する相談も受

ローブ顕微鏡装置、NMR 装置等市販の製品に、産総研独

け付けます。

自の計測法、高度な試料調整法、解析法を適用することで、他を凌駕する解析能力を実現しています。

以上、産総研の共用施設を紹介しましたが、これらの施設は TIA-nano として、中核４機関と連携して運営されて

２．超伝導アナログ・デジタルデバイス開発施設（CRAVITY）

おります。TIA-nano ４機関で公開している共用施設の機

https://unit.aist.go.jp/riif/openi/cravity/ja/index.html

器は、つくば共用研究施設データベース

超伝導デバイス開発を牽引してきた産総研と国際超電

http://oft.tsukuba-sogotokku.jp

導産業技術研究センターの有するデバイス作製機器とにて検索できますので、ご活用下さい。

ノウハウを集約し、超伝導アナログ / デジタル技術の両方をカバーした世界トップレベルの研究開発施設です。
CRAVITY を研究者が自ら利用、またはプロセスの代行を依頼することで、超伝導アナログ / デジタルデバイスを作製することができます。
３．蓄電池基盤プラットフォーム（BRP）
次世代蓄電池の研究開発を支援するため、最先端装置群をアンダーワンルーフに設置し、共用インフラとして全国の研究者に提供することを目的としているプラットフォー
ムです。利用目的は、次世代蓄電池の研究開発に関係していなければなりません。
図１．NPFのクリーンルーム
Science Academy of Tsukuba, No.28, September 2015

19

特集

つくばイノベーションアリーナ

ナノテクノロジー拠点（TIA-nano）の現状と動向

著者略歴

多田

哲也（ただ

てつや）

博士（理学）東京大学
国立研究開発法人産業技術総合研究所TIA推進センター・共用施設運営ユニット
共用施設ステーションステーション長
1991年 通商産業省工業技術院電子技術総合研究所入所
1993年 産業技術融合領域研究所アトムテクノロジーグループ
2001年 産業技術総合研究所次世代半導体研究センター
2015年 同研究所ナノエレクトロニクス研究部門研究グループ長を経て現職～人材育成での成果～

TIA 連携による人材育成
筑波大学大学院

数理物質科学研究科

研究科長 木越

つくばイノベーションアリーナ（TIA）大学院連携WG（平成27年度より、人材育成MG）では、筑波大学大学院数理英夫

者・技術者も参加することができるとともに、希望者には、評価により単位を授与することもできます。

物質科学研究科を中心にTIA-nano各機関と恊働し、つくば

昨年度は、6件のスクール、2件のセミナー、2件のシン連携を活かした教育・人材育成を様々なかたちで行っていポジウムを開催し、600名を越える参加者を得ており、本年ます。以下に、これまでの主な取組みについて紹介します。

度も継続実施しています。

１．サマー・オープン・フェスティバル

２．オナーズプログラム

まず、TIA連携教育の一番の特徴としては、「オープンエ

文部科学省の平成22 年度特別経費（産学連携機能の充実）

デュケーション」です。TIA連携教育は、対象をTIAに限として採択された『つくばナノテク拠点産学独連携人材育

定することなく、日本中の学生や研究者に対して、教育す

成プログラム ～筑波研究学園都市をキャンパスとした「つる側も日本中の研究者により行われています。平成25年度

くばナノエレクトロニクス産学独連携教育研究システム」

より実施しているサマー・オープン・フェスティバル（図の構築～』（通称：オナーズプログラム）では、博士後期課

１がポスターです）では、著名外国人教員によるサマーレ

程を（原則）対象に、数理物質科学研究科内の専攻横断型

クチャーを筆頭に、最新のテクノロジーなどに関する各種のナノエレクトロニクス関連研究分野教育プログラムとし

サマースクール、ナノテクノロジーなどに関するシンポジて、つくばにある産業技術総合研究所（AIST）、物質・材

ウムなど10件程度のイベントを夏休み期間に集中的に開料研究機構（NIMS）、民間企業と連携し、平成22年度から

催しています。前述のように、他大学の学生、企業の研究

26年度まで実施されました。本プログラムでは、次世代のナノエレクトロニクスの展開に係る人材を育成するために、
基礎力、俯瞰力、課題発掘力を養うことを目的としました。
そのために、異なる文化を持った基礎から応用に至る産・学・独の研究者の連携と異分野の研究者の恊働により、連携コー
ディネータを置き、彼らのリーダーシップのもとで、基礎研究と技術開発の共鳴場を構築し、履修大学院生をその中の知の流れ、技術の流れ、人の流れで鍛える教育を行いました。履修生はさらに、４ヶ月程度の「海外武者修行」を行い、海外著名大学で自分の研究の幅を広げるためにサマー
レクチャーなどの単位履修を行うとともに、海外メンター
による研修を受けることもできます。５年間に、グルノー
ブル工科大学（フランス）、
スタンフォード大学（アメリカ）、

図１．2014年度および今年度のサマー・オープン・フェスティ
バルのポスター
20

Science Academy of Tsukuba, No.28, September 2015

ルーヴェンカトリック大学（ベルギー）などに30名が派遣されました。図２にＩさんに対するオナーズ教育の内容を

特集

つくばイノベーションアリーナ

ナノテクノロジー拠点（TIA-nano）の現状と動向

文部科学省からの補助金は、平成26年度で修了しました
が、平成27年度からは学内予算などにより、対象を数理物
質科学全体として継続しています。
３．寄附講座とTIA連携大学院履修コース
産業界との恊働教育の一例として、パワーエレクトロニ
クス分野の教育があります。筑波大学では、トヨタ自動車
株式会社・株式会社デンソーおよび富士電機株式会社の協力により本分野に２つの寄附講座を設置するとともに、数理物質科学研究科の関連分野の教員と産業総合技術研究所の研究者を加えたパワーエレクトロニクス履修コースを開図２．オナーズプログラム教育：Iさんの例

設し、パワーエレクトロニクスの基礎から応用までを一貫して教育する体制を整えています。体制が整うにしたがって、
本コースの履修者は5（H25）→10（H26）→20名（H27）と増えております。さらに、TIA-nanoの６つのコアのうち、示します。
本プログラムの５年間の履修者の総数は、39名であり、ナノエレクトロニクスやナノグリーン分野にもそれぞれ履

ナノテク関連分野の大学教員などとして巣立っています。

修コースを設置し、関連分野の人材育成に努めています。

以下に、何人かの履修生の声を示します。
「私が一番オナーズプログラムでよいと思っている点は、

４．CUPAL

連携コーディネータの方が研究についてアドバイスをくだ

平成26年度からは、科学技術人材育成費補助事業「科さるといった点です。私はポリマーの合成の研究を行って学技術人材育成のコンソーシアムの構築事業」で採択さいるのですが、磁気的挙動について詳しいコーディネータ

れた「ナノテクキャリアアップアライアンス（Nanotech

がその観点からアドバイスをくださるので、今後の研究を

CUPAL）」は、ナノテク若手研究人材のキャリアアップとどのように進めていくかということに、非常に大きな示唆

流動性向上を図るために、TIA-nanoと京都大学ナノテクノを与えていただけます。
」

ロジーハブ拠点を中心に、１）新たな知の創成を牽引する「私は理学系物理学専攻の出身なのですが、本プログラム

プロフェッショナル（NRP）および２）イノベーション創出

では工学系の方と接する機会が多いので、実際に自分の研を牽引するプロフェッショナル（NIP）の育成を目的として究が社会にどのように役に立つのか、どのように繋がるのいます。TIA関連４機関では、共鳴場を活用した先進的かかをもっと考えなくてはダメなんだなと痛感することが多つ独創的な研究テーマを提案した若手研究者に対し、共同かったので、すごく勉強になりました。
」

研究や国際レベルでの人的交流などの機会を提供するとと「オナーズプログラムの魅力としては、海外留学に行けたもに、超微細加工技術、微小電気機械・素子創製技術、先ことです。留学では、自己主張の大切さを学べたことが一

端計測技術、放射光利用技術に関するコースを開設してい番の収穫だと思っています。
」

ます。

著者略歴

木越

英夫（きごしひでお）

理学博士（名古屋大学）
1959年 岐阜県生まれ。
名古屋大学助手、助教授を経て、2000年より筑波大学教授。
現在、大学院数理物質科学研究科長。
専門は、生物活性天然有機化合物の単離・構造、合成、活性発現機構の解明。

Science Academy of Tsukuba, No.28, September 201521

SAT フォーラム 2015

SAT フォーラム 2015 開催
2015 年 7 月 22 日（水）、つくば国際会議場で2014 年ノーベル物理学賞を受賞した中村修二教授を迎えてSAT フォーラム 2015 は 2015 年 7 月 22 日午後、講演者に先日、中村さんと対談した折、なぜノーベル賞をもら2014 年ノーベル物理学賞を受賞したカリフォルニア大学

えたのかという質問しました。今日はその答えも講演でしサンタバーバラ校教授中村修二博士を迎えて、つくば国際ていただけると思います。将来、この筑波研究学園都市か会議場大ホールで開催された。

らもノーベル賞受賞者を輩出したいというのが私たちの希演題は「InGaN 系高輝度青色発光ダイオードの開発と将来の照明光源」、講演の前に当財団江崎玲於奈会長の挨
拶、講演の後に江崎会長の司会で質疑応答が行われた。
参加者は 844 名で、アンケート（回答者数 335 名）によ望でして、今回の中村さんの講演が何か刺激になると、大変幸いでございます。
日本のノーベル物理学賞の受賞者は 10 名になりましたが、大半は素粒子物理関係です。

る参加者の職業は多い順に無職 17%、公的研究機関の研究

中村さんのノーベル賞受賞理由は、明るく消費電力の者・技術者 16%、民間企業の研究者・技術者 15%、会社員少ない発光光源を可能にした青色発光ダイオードの発明で（研究職を除く）14%、公務員・団体職員 12%、主婦 8%、す。これは日本の巧みなものづくりに対して初めてノーベ

小中高生 5%…であった。SAT フォーラムの印象は「とてル賞が授与され、世界的に称賛されました。

も参考になった」と「参考になった」で 97%を占めた。

【江崎玲於奈会長の挨拶】

中村さんの発明した LED は蛍光灯に比べて 3 倍、エジ
ソンが発明した電灯に比べると 100 倍位効率がよくなっていると思いますが、これを使うと世界のエネルギーの10％が節約できるようで、これは今までのノーベル賞の中で多分経済効果の最も大きいものと思います。彼の業績は人類の生活に利益を与えたという意味では特筆すべきことだと思います。
講演に先立ちまして、講師の中村修二先生をご紹介申し上げます。
中村先生は 1954 年、愛媛県にお生まれになり、1979 年
徳島大学修士課程修了後、日亜化学工業株式会社に就職されました。同社在籍中の 1989 年から窒化物系材料を使用した発光デバイスの研究開発に先駆的に取り組まれ、

青色 LED 日本の巧みなものづくりにノーベル賞
経済効果大 世界のエネルギーの 10%節約

1993 年に世界で初めて高輝度青色 LED を、1995 年高輝度
青、緑色 LED をそれぞれ開発、製品化に成功されました。
1996 年には世界で初めて青紫色半導体レーザーの発振に

本日は SAT フォーラム開催に際しまして、非常に多数も成功されました。これらの発明は過去 30 年間の半導体の方にご来場いただきありがとうございます。SAT フォー

材料研究における分野で最も重要な発明の 1 つとされておラムは皆さんご存じのように毎年、著名な研究者をお招きります。こうした研究成果によりまして、昨年、ノーベル

して講演するのですが、本年度は中村修二さんをお招きし物理学賞を受賞されましたことは皆様の記憶に新しいとました。

ころでございます。現在はアメリカのカリフォルニア大学

自然科学系のノーベル賞受賞者は大学の先生が多いのですが、中村修二さんと私は共に企業時代の研究でノーベ
ル物理学賞を受賞しております。

サンタバーバラ校の工学部教授としてご活躍中でございます。
本日は「InGaN 系高輝度青色発光ダイオードの開発とノーベル賞は研究業績を挙げてからある年数経過後授

将来の照明光源」と題しまして、ご講演をいただきます。

与されます。中村さんの場合は、徳島県の日亜化学工業時

それでは中村さん、ご講演をよろしくお願いします。

代の 1993 年頃の研究業績に対しての授与です。心からお祝い申し上げます。
22

Science Academy of Tsukuba, No.28, September 2015

SAT フォーラム 2015

【中村修二教授の講演】

ノーベル物理学賞の選考委員長は、日本におけるマス
メディアとのインタービューで、「赤崎先生は窒化ガリウ
ムの可能性を見出し、非常に質の高い材料を創った。天野先生は不可能といわれていた pn 接合を初めて実現した。
私の場合は、実用レベルの明るさと効率化を可能にするな
ど数多くの貢献がある」と述べています。

n 型層－発光層－ p 型層のダブルヘテロ構造
発光層には InGaN 使用

一番人間に優しい光源は太陽光です。太陽光に当たってずっと人類は育ってきました。太陽光というのはフルス

演題「InGaN 系高輝度青色発光ダイオードの開発と将来の照明光源」
 が発明した発光層はすべて江崎先生が発明した
私
量子井戸構造を使用

ペクトルと言って、ありとあらゆる波長のところに強度があります。解りやすく言うと、すべての色を持っているということです。そういう色をコピーして作ると人工的に最高の光源になります。
昔は物を燃やして光をつくりました。トーマス・エジ
ソンは 19 世紀に電球を発明しました。次に蛍光灯が発明中村です。今日はよろしくお願いします。

されました。20 世紀に LED が発明されました。LED は電私の発明した青色発光ダイオードとレーザーダイオー

球や蛍光灯に比べて発光効率が高いのです。

ドは全部発光層が量子井戸構造です。別名、超格子と言い

LED とは何か。図 1 が LED の基本構造です。青色 LED

ますが、これは江崎先生が発明されました。私の発明が多というのはサファイアの基板がありまして、その上に n 型

分世界で一番、量子井戸構造を使っています。それは市場

半導体（n 型層）
、その上に発光層（活性層）、これが光るが LED が一番大きいからです。レーザーもそうです。

層です。発光層には InGaN を使います。その上に p 型半導

江崎先生は超格子ではノーベル賞を受賞していません。

体（p 型層）です。これはダブルへテロ構造です。これが江崎先生の受賞はトンネルダイオードです。これもつい最基本構造です。要は基板を除けば、n 型層と発光層と p 型層、近、うちの UCSB で LED に使い始めました。非常にいい

この 3 つの層があれば LED はできるわけです。青色発光です。ですから、江崎先生の 2 つの発明を今、うちの大学

ダイオードの場合は、この発光層と p 型層ができなかったで使っています。江崎先生は超格子で近い将来、2 つ目のわけです。赤崎先生、天野先生、私の 3 人でこの 2 つの層

ノーベル賞をもらえるのではないかと思っています。

を基本的に解決したのでノーベル賞をもらえたわけです。

ノーベル賞は人類に貢献する発見・発明が必要
量産化技術・製造方法では貰えない

What is an LED?

日本の公的関係機関やマスコミ等は受賞理由がよく解っていない

A Light Emitting Diode (LED) produces light of a single color by
combining holes and electrons in a semiconductor.

ノーベル賞受賞後の 2014 年 10 月 4 日の日本の新聞はす

Source of Holes(p-type Layer)

べて、赤崎先生と天野先生は青色 LED の開発で、中村は量産化技術の開発で賞をもらったと書いています。NHKを始め他の日本のテレビも同じです。応用物理学会、日本学術会議、NEDO、JST、文部科学省も同様です。量産化

External
Source ofElectrons(Battery)Light Out
Combining ofHoles and Electrons(Active / Emitting Layer)

技術や製造方法ではノーベル賞は絶対にもらえません。
ノーベル財団のプレスリリースでは、私の受賞理由は高効率青色 LED の発明です。
アルフレッド・ノーベルの意志というのがあるんです。
どういう人にノーベル賞をあげるか、必要最低条件は人類

Substrate(Foundation)

Source of Electrons(n-type Layer)

図１ LEDの基本構造に貢献をすることです。これは「the greatest benefit on
mankind」です。ノーベル物理学賞というのは、英語を日

発光層の InGaN の In の組成を変えることによって、同本語に訳しているんですけど、「物理の分野における最もじ構造で紫外線から赤色の発光まで作れます。でも、発光重要な発明、あるいは発見にノーベル物理学賞をあげなさ

効率を考えると、製品化されているのは紫色から緑色までい」です。発明、発見なんです、量産技術の開発や製造技です。紫色 LED から緑色 LED までは全部、この InGaN 発術の開発なんかでは絶対もらえないのです。

光層を使って作っています。
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SAT フォーラム 2015

白色が一番 LED として市場が大きいです。それは光源

消費電力が LED にしますと従来の冷陰極管に比べて 1/4に使えるからです。白色を作る方法には青色と黄色を混ぜ～ 1/3 になるからです。自動車のヘッドランプなどにも使る方法と 3 原色を混ぜる方法があります。しかし、前者がわれています。現在は使用量が増えているのは照明です。

簡単なので、今これが一番ポピュラーな方法です。実際、

しかし、さっき言ったように睡眠障害の問題があるので、青と黄色をどうやって混ぜて作っているかというと、青色

気を付けてくださいね。

発光ダイオードに蛍光体を置くと蛍光体が青の光を黄色に

150lm/W の量産化した LED を使うと、どのぐらい電変えます、青色は直接青色発光ダイオードから来ます、こ

気が節約できるか。カリフォルニアの場合ですけれども、れで白色になります。

全電力消費量のうち照明に使われるのは 35%ぐらいです。

最近分かったんですが、青色でつくった白色は目によ

あとは暖房とか冷房ですね。アメリカの Department of

くありません。青色 LED というのはスペクトルが非常にEnergy（エネルギー省）の調べでは、2030 年までに 46％

短くて、ピーク強度が極端に高いです。ですから、ピーク

ぐらい電力が節約できる。これは照明に関しての話しです。

強度が極端に高いので、目には青が一番よくないのです。

アメリカは日本に比べて LED に変わるペースが非常に遅太陽の朝日というのは青色を一番含んでいます、人を起こく、そのペースでも照明用消費電力は 2030 年に半分になすために。ですから、青色強度が非常に強ければ、睡眠障

るということです。これは火力発電所約 30 基分が節約で害を起こすわけです。

きるということです。原子力発電所だと 20 ～ 30 基節約でうちの Soraa という会社が紫色で作った白色発光ダイ
オードがあります。これは睡眠障害を起さず、全然問題あきるということです。省エネということで、地球温暖化防止に非常に貢献することになります。

りません。紫色で創った白色発光ダイオードはうちの会社

世界で約 15 億人が電気のない生活をしています。そうSoraa しか作っていませんから、ぜひ使ってください。ういうところでは、オイルを燃やして照明に使っています。

ちの会社の宣伝にもなるのです。
図 2 は LED の発光効率と年代との関係の図です。赤色
は 70 年代にできて、年とともに効率が高くなっています。

これは CO2 が出るので健康によくないし、火事を起こすので非常に危険です。石油を買うのに年間 2 万円近くかかります。

青色が 1993 年にそして緑色が 1995 年に、うちで InGaN と

ところが、LED を太陽電池とバッテリーを組み合わせいう発光層を使ってできました。白色の効率は研究レベルて、昼間はバッテリーを太陽電池で充電して、夜は充電しでは約 300lm/W ですが、量産化品は半分なので 150lm/W

たバッテリーで LED を動かす、これですと年間 300 ～ 400

ぐらいです。150lm/W でも効率は蛍光灯の倍ぐらい、電円ですみ、非常に安いです。現在バッテリーの寿命は 2 年

球の 15 倍ぐらいです。LED の寿命は 50 年ぐらいあります。

か 3 年ですが、これが 10 年ぐらいになるともっと安くなります。

Historical: LED Efficiency

初期は ZnSe の研究が主流、GaN はマイナー

1980 年代、多くの科学者が青色発光ダイオードの発明を目指していました。当時 ZnSe と GaN の 2 つの材料がありました。図 3 は ZnSe と GaN の欠陥を結晶学的に示した概念図です。ZnSe は基板に GaAs を使うと、非常に欠陥の少ない結晶ができました。ところが GaN は、使える基板はサファイアだけでした。これは欠陥だらけです。格子定数ミスマッチが 16％ぐらいありますから欠陥だらけで、ぼろぼろの結晶なのです。格子の欠陥である転位の密度は、前者が 103 以下そして後者は 109 以上です。当時、理論物
理学者や研究者は欠陥の多い結晶はよく光る LED や信頼
図２ LEDの発光効率と年代との関係

照明、モバイルデバイスやテレビのバックライト
等に広く使用性の高い LED に使えるとは考えていませんでした。転位
密度が 103 以下にならないと光らないというのが常識みたいになっていました。ですから 1980 年代はみんな ZnSe を使おうとしていました。
1992 年の応用物理学会において、GaN のセッションへ応用についてお話します。LED が最初に使われたのはの参加者は座長を入れて 4 ～ 5 人でした。座長が赤崎先生、

携帯電話です。今では広く iPhone や iPad のようなモバイ

発表者が天野先生で、聞いているのが私の他に 2 ～ 3 人でルデバイスのバックライトに使われています。乾電池で簡す。そんな状況でした。こっちは 1 時間で終わりです。と単に作動します。

ころが、ZnSe のセッションへの参加者は 500 人ぐらいのテレビはバックライトに LED を使っています。それは24

Science Academy of Tsukuba, No.28, September 2015

大講堂がいっぱいで立ち見もいました。その前年アメリカ

SAT フォーラム 2015

1989 年当時、青色発光ダイオードの問題は p 型 GaN とCandidates for Blue LEDs: ZnSe vs. GaN

発光層の InGaN、これができなかったのです。
GaN の結晶を成長させる装置として 1989 年に MOCVD

Semiconductors that possess the required properties
to efficiently generate blue light: ZnSe and GaNの市販の装置を 2 億円で購入したんです。やってもうまく

BUT … How does one create ZnSe / GaN?

Single crystal growth of material on top of different, available single crystal:
Dislocation /Defect

行きませんでした。膜が成長しないとか、成長しても真っ黒の膜です。必要なのは透明な膜なのです。
購入後数か月から毎日のように装置を改造し始めたん

ZnSe

GaN

です、特に反応装置のところを。装置を午前中に改造し

GaAs

Al2O3
(Sapphire)

れを 1 年半ぐらいだいたい毎日やり、正月だけ休みまし0 % Lattice Mismatch
Few Dislocations (Defects)

16 % Lattice Mismatch
Significant Dislocations (Defects)て午後、反応実験を 5 ～ 6 回するというペースでした。こた。普通の MOCVD は 1 つの流れなのですけど、改造して上からもう 1 つ別の流れを追加したのです。Two-Flow
MOCVD と名付けました。

図３ 青色LED用候補材料ZnSeとGaNの結晶学的違いの概念図

これで GaN の結晶を成長させたら、世界一の膜ができたのです。これが 1990 年 10 月です。それ以降、何をやっても世界初、世界一でした。現在も日亜化学の LED が一の 3M という会社が ZnSe で青色、緑色レーザーを創りま

番明るいのですけど、これを使っているんです。Two-した。それで世界中の科学雑誌は ZnSe で青色発光ダイオー

Flow MOCVD がキーなのです。1990 年 10 月までは赤崎先ドは決まりと書いています。ですから、多くの研究者が生、天野先生が世界最高の結果を出していました。

GaN の研究を止めていました。

最初、赤崎先生や天野先生はバッファー層なしの n 型
GaN の移動度（モビリティー）、これは高いほど結晶性が1989 年に GaN で青色発光ダイオードの研究を開始
成功は改良した Two-Flow MOCVD の使用がすべて

ノーバッファーで 200cm2/Vs です。AlN のバッファー層、

私は青色発光ダイオードの研究を 1989 年に始めました。

この技術は赤崎先生と天野先生が開発されたのですけど、その前の 1 年間はフロリダ大学に客員研究員として行ってこれを使うと 450cm2/Vs になります。うちは GaN のバッ

います。そこでフロリダ大学のドクターコースの学生と一ファー層を開発して、600cm2/Vs になりました。世界一の緒に研究したのですが、徳島大学の修士でそれまで科学論

結晶性のダイオード、これで論文が 2 報書けました。

いいのですが、50cm2/Vs という値を出しました。うちは文を書いたことがなかったので、テクニシャン扱いでした。

次に p 型 GaN です。赤崎先生と天野先生は 1989 年に、アメリカの科学者というのは必ずドクターを持ってい電子線を照射したら p 型がでることを発見しました。しかて、持っていない人はみんなテクニシャンです。
テクニシャ

し、両先生はできた理由が分からなかったのです。私の場ンというのは科学者の言われた通り動くだけなのです。テ合は Mg をドープした絶縁体の GaN を熱処理で温度を上げ

クニシャンの年収は 300 ～ 400 万円でした。
私は今カリフォたら、簡単に p 型ができました。これが今現在、LED の会

ルニア大学で教授をやっていますけど、うちのドクター社がみんな使っている方法なのです。

コースを卒業したら初任給は 1,200 万円ぐらいです。それ

そして、なぜ p 型 GaN ができたかというメカニズムを

プラス、最初の年はスペシャルボーナスが 2 回ぐらい付き

解明しました。要は H が Mg にくっついて悪さをしているます。それにプラス、ストックオプションです。すごい差んです。熱処理により H が除去されると、p 型になるのでがあるわけです。

す。これは水素パッシベーションという現象なのですけど、1 年後に帰国した時、夢はドクター学位をとることでしこれを発見したんです。なぜ水素が来るかというと、N 源た。当時日本では論文を 5 つぐらい書いたら論文博士の学にアンモニアを使うのですけど、アンモニアが分解すると、位が取れたのです。

原子状 H ができます。原子状 H は Mg に簡単に結合するの

ZnSe に関する論文は山のようにあるのです。私は ZnSe
では絶対論文を書けないと思いました。私はそれまで論文を書いたことがないですから。
GaN の研究をやっているのは赤崎先生、天野先生、あと日本の 1 グループか 2 グループぐらいでした。論文がなです。

InGaN は奇跡の材料
なぜ青色に光るか、その理由は未だ不明

次に発光層の InGaN についてお話します。赤崎先生といに等しいのです。ですから、GaN を使えば何か実験結

天野先生は 1989 年に、電子線照射で p 型 GaN を創りまし

果が出たら適当に理論を付けて論文を 5 報ぐらい書けるとた。ですから、赤崎先生たちは pn 接合を創ったのです。

思いました。青色発光ダイオードができるとは全く思わな

これはホモ接合なので暗いのです。しかも、欠陥だらけ

かったです。というのは、田舎の何もない会社ですから。

のサファイア上なので、光っても紫外だけです。よく光るでもそれでやったら、たまたまできたというのが実状です。

LED というのはダブルヘテロ構造です。InGaN を p 型と n
Science Academy of Tsukuba, No.28, September 201525

SAT フォーラム 2015

型に挟む。この InGaN がキーです。このダブルヘテロ構造というのはクレーマーという人が考えて、ノーベル賞を2000 年にもらっています。
発光層の InGaN と p 型と n 型のダブルヘテロ構造、これは 1993 年にうちが創った LED なんです。ダブルヘテロ構造というのはアクティブレイヤーは InGaN なのです。ここに電子と正孔が閉じ込められてよく光るんです。ホモ接合は電子と正孔があっちこっち拡散で広がるのでくっつきません。

・熱処理による p 型 GaN の発見とその p 型化の機構の解
明・青色に光る InGaN の成長
・InGaN を発光層とするダブルヘテロ構造高輝度青色
LED の発明次世代 LED は GaN on GaN 発光効率 84%
次々世代は低コストで小さい光源のレーザー照明

次世代の LED は GaN on GaN です。今は基板にサファ

InGaN を発光層に使うと、青とか緑に光るのです。こイアを使っていますが欠陥が多い、しかし、GaN は homo-

れを使わないと青色 LED はできません。転位密度が 109

epitaxial なので欠陥がありません。紫色 LED を使って白あって光るのは InGaN だけです。奇跡の材料です。しか色にしています。太陽光と一緒です。これは睡眠障害を起し何故光るかは未だ解っていません。GaN は紫外で発光しません。世界中でうちの会社だけがつくっています。投し、青に光らない。GaN は結晶欠陥があるからです。

入電力に対してどれだけ光るか、効率は現在商品化されてこの InGaN は 70 年代から研究されましたが、誰も青色に光る結晶をつくれませんでした。

いる青色 LED は 50 ～ 60%ですが、GaN 基板を使った LED
は 84%になります。

ところが、Two-Flow MOCVD で InGaN の結晶を成長

蛍光染料というのは紫色とか紫外線で励起されるんでさせると初めて、室温で青と紫に光ったのです。p 型は既す。青色では励起されません。蛍光染料が入っている白色にできていたので、これを単に組み合わせただけで世界初のシャツや紙は蛍光染料を励起して白色になっているんでのダブルヘテロ構造が創れました。ダブルヘテロ構造の世す。青色で作った白色光源だと蛍光染料が励起されないの界初の高輝度 LED ができたのです。

で、白いものが全部黄色っぽくなるのです。いくら洗濯し

この開発は非常に大事なことだと思いました。翌年ても黄色っぽいのです。紫色 LED で作った白色照明です1993 年に製品化しました。そして 1994 年に論文を出しまと、紫色で蛍光染料が励起されるので白は白なのです。

した。これは非常に大事な論文ですけど、日本の学術関係最終的な照明というのはレーザー照明です。電流密度

者からは完全に無視されました。量産化技術の一言で終わを上げると LED はどんどん光らなくなるのです。これはりでした。

ドループと言って、もうこれはしょうがないんです。レー

青色 LED 製品化に関連して、『日刊工業新聞』は 1993

ザーは電流密度だけでどんどん光るのです。ですから、

年 10 月 20 日、豊田合成が赤崎氏と天野氏と共同で開発しLED というのは非常に低い電流密度のところで使っていたものを「GaN の MIS 型青色 LED の生産技術開発」と記ます。レーザーは電流密度が LED に比べて 1,000 倍ぐらい事にしていますが、これは p 型半導体を使っていません。

高いところで動くんです。ですから、LED は電流密度を『日経産業新聞』は 11 月 30 日、私がいた日亜化学工業が開下げるためにチップの面積が大きくなります。レーザーで発したものを「InGaN を発光層とする、pn 接合ダブルヘ

すと電流密度を 1,000 倍ぐらい高くできるので、チップをテロ構造高輝度青色 LED の発明、製品化に成功」と書い小さくすることができます。小さい光源でむちゃくちゃ明ています。後者はノーベル賞受賞対象の高輝度青色 LED

るいのがつくれます。コストを低くできます。ですから将です。

来は、10 年以上かかるでしょうが、レーザー照明になる

1995 年、今度は最終的によく光る InGaN の量子井戸構と思います。

造の青、緑、黄色 LED を創りました。量子井戸構造を使っ最近レーザーが一番使われているのは車のヘッドランて翌年、紫のレーザーダイオードも世界で最初に開発しまプです。青色レーザーだと、1 キロ先まで照射できるんでした。

す。LED ですと 300 メートルぐらいです。
現在レーザー照明は車以外にプロジェクターにも使わ

ノーベル賞受賞対象の高輝度青色 LED の開発には赤崎先生、天野先生、中村の 3 人が関わりましたが、私なりに考えますと貢献度は次のようになります。
赤崎先生と天野先生は・AlN バッファー層開発
・電子線による p 型 GaN 発見
・GaN の pn 接合の実現
中村は 1991 年に Two-Flow MOCVD 開発後、次のような成果をあげました。
・GaN バッファー層開発
26

Science Academy of Tsukuba, No.28, September 2015

れています。
以上です。ありがとうございました。

【質疑応答】（質問者の名前が不明なので、質問 1、質問 2、………とする）「日本人ですから日本は大好きです」

質問１：先生は 1990 年ごろ会社に勤めながら非常にたくさん論文を書かれた。それがなければノーベル賞はもらえなかったと思います。普通の企業の研究者ですと特許を出してしまったら、そこで終わりです。その会社は先生が論SAT フォーラム 2015

文を書くことをどう理解してくれたのでしょうか。
回答１（中村）：当時うちの会社は論文発表、学会発表は全部禁止でした。それでも自分で開発したから論文はいっ
ぱい書けました。
1979 年に入社して 10 年間で、3 つ製品開発をしましたが、あまり売れなかった。そのため給料は上がらず、偉くもなれなかった。上司から開発を止めろと云われ、私はキレました。そして、会社を全部無視して、好きなことをやることにしたのです。それが青色発光ダイオードだったのですが、それができるとは思っていませんでした。でも博士論文は書こうと思いました。
論文を１報書いたら 5 ～ 6 万円かかります。だから事務所に行って、これは本代ですといいました。論文は必ず英いことをやりたくなりました。人間は苦労しないと進歩し

文のものにしました、田舎の会社なので英語の論文は誰もないでしょう。アメリカはやっぱり言葉とか文化が全部違

読まないですから。

う。苦労するので、また自分が磨けるという期待も込めてばれたのは、1992 年に発表した発光ダイオードの pn 接です。

合に関する論文を関西の大手家電メーカーの関係者が読ん（江崎）：日本とアメリカの会社の違いに関してですが、1で、うちの大阪支店に電話してきたのです。そこの支店長

つは集団を重視するか、或いは個人の業績を重視するかとが私に電話をかけてきたんです。
「中村、うちで何か青色いうことです。組織の繁栄のために個人は協力して組織の発光ダイオードができたと言うけど、お前、知らんか」「そ繁栄を図るかということです。どちらかといいますと、我んなのおるわけないでしょう」それで通るんですよ。

が国は集団思考の国で、全体をよくしていこうという国、

それからまた別の家電メーカーからも電話があって、アメリカはやはり個人の業績を評価していこうという国だ

今度は論文のコピーを送ってきました。次の日、社長命令と思います。一般的にそういう傾向があるように思いますで論文発表禁止です。私は命令書をすぐ破って捨て、次のね。

日からまた論文を書いて出していました。クビを覚悟して全部無視です。
大企業やアメリカの企業では絶対できないです。即ク
ビです。
特許も全部禁止でしたが、論文を書くときに秘密裏に個人の能力を発揮するということではアメリカの方が研究をやりやすい。大きな発明、発見というのはグループがするのではなくて、やはり創造性のある個人がするもの、ノーベル賞はあくまで個人に与えられる賞と私は思います。

必ず特許を申請しました。特許は国内出願だと 30 ～ 40 万先ほど中村さんが触れられた博士論文に関してですが、円ですけど、上司はみな印を押してくれました。出したらアメリカでは研究者というものはすべて Ph.D. を持ってい全部通りました。そういう意味では、田舎のいい会社でしるということが必要条件ですね。それに対してテクニシャ

た。

ンは大学卒業か短大の卒業者です。両者間でレベルが違う
し、給料が違っている。ですから、プロフェッショナルと質問２：中村先生は何故日本を離れてアメリカへ行かれた

いう言葉が通用する。

のですか。本音の部分をお聞かせください。
回答２（中村）：1993 年に高輝度青色発光ダイオードを発

質問３：日本に愛想を尽かしましたか。

明・製品化して、それで一躍世界で有名になり、世界中の回答３（中村）：愛想は尽かしていないです。日本人です

学会に呼ばれるようになった。

から日本は大好きです。日本がどうでもよかったら、講演

アメリカに行ったら、みんな聞くのです、お前の収入はいくらだと。私は当時 1993 年で青色発光ダイオードがの冒頭で述べたようなことは言わないです。ノーベル賞に関して日本の関係機関は民間を低く見てますね。

できるまでが年収 500 万円で、青色発光ダイオードができて倍の 1,000 万円です。それは 1993 年で係長とか課長です

質問４：日本の大学教育は教育とはいえないようなことしよ、1,000 万円は。そうしたらアメリカ人が行くたびにみかやっていないと思いますが、アメリカに行かれてどうでんな言うんです、「お前、1,000 万円か、こんな発明をして。

したか。

こんな低収入でよく会社に勤めている」と。僕はそれが普回答４（中村）：日本の大学教育も問題なのですけど、会通だと思っていた。行くたびに、「そんなに給与が低いの社もそうだと思います。私らの時代、徳島大学の修士を終ならアメリカに来い」と云われました。

了して面接のとき聞かれたのは、大学時代に何をやっていそれと高輝度青色発光ダイオードの発明・製品化までたかでした。これは勉強以外のことですよ。私は「柔道部全部できて、退屈になっていたので、アメリカでまた新しのキャプテンをやっていました」と言ったら、はい、採用
Science Academy of Tsukuba, No.28, September 201527

SAT フォーラム 2015

です。専門のことを一切聞かないのです。

質問５：私は 36 年間、高等学校の教員をしておりました。

日本の会社は採用したら会社で再教育するという考え

子供たちの将来をよく考えながら教育をしてきましたが、なのです。大学の勉強を一切期待してないんです。元気のその子供たちの将来設計や人生設計のために中村先生のこ

いい、大学で変わったことをした人を採る。一番好かれる

れまでの経験を踏まえて、アドバイス等がありましたらぜのは修士卒ぐらいです、再教育がしやすいから。ドクター

ひお聞かせください。

取得者は再教育ができないから、いらないんです。だから、

回答５（中村）：先ほどいいましたが、日本人は非常にま

日本は給料は全部一緒なのですよ。

じめで、これは世界に誇れます。だから、いい発明しいい

アメリカは採用するとき、「大学で専門は何をやったか」

製品までは作れます。が、その後がだめです。その最大のしか聞かれない。それ以外のことを聞いたら、差別になり

原因は言葉の問題です。英語は世界の標準語で決まりなのます。健康状態や年齢も聞けないです。専門のこと以外はです。アジアで一番発展しているのは韓国とシンガポール

何も聞けないのですよ。雇ったら、その専門を生かして即です。それは英語を話せる人が多いからで、世界の人種の戦力です。再教育は一切なし。お前、これをしろ、ですよ。

るつぼですよ。子供は高校、大学から最低 5 年ぐらい留学

それと僕は思うんですけど、日本ではノーベル賞が案させてほしいです。特にアメリカがいいです。そこで 5 年

外多いでしょう。日本人ほど世界でまじめな人はいないで後に帰ってこようが、アメリカのどこに行こうが、それはすよ。例えば何か部品を発注すると、納期までに図面通り

自由ですよ。それが日本のグローバリゼーションです。そにちゃんと作る。これは日本だけですよ。

うしたらネーティブ・イングリッシュがしゃべれて、いい

ところが、いい物を作っても世界に売れないのです、

製品ができると世界中に売りに行きますよ。

言葉ができないから。過去の半導体やテレビは殆ど国内だ

いい例がサミットを見てください。日本の首相はいつけで売っていて、外国では売られない。だから、日本でいも片隅にいて、仲間外れです。それは英語ができないからいものを作っても、ほかの国がまねして世界に大量に売っです。大事なことは、すべてそういう雑談の場で決まるんてコストダウン、全部それです。そのうち日本はノーベルです。商談だろうが、技術のことだろうが、学会でも、雑賞だけもらって終わりになりますよ。

談で決まるんです。雑談に入れるようにならないとだめで

日本はグローバリゼーションというのが全然だめだと思います。若いお子さんがいたら、ぜひ海外に出してほしいのです。グローバリゼーションのため英語は大事です。

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Science Academy of Tsukuba, No.28, September 2015

す。そうでないと、いい製品を作っても世界標準が取れな
いのですよ。
（文責

編集委員

角田方衛）

つくば賞その後

つくば賞その後 -5『つくば高血圧マウスとつくば低血圧マウスの創作とその解析』
筑波大学名誉教授

村上Ⅰ．高血圧マウスと低血圧マウス
私は 1976 年、開学直後の筑波大学にアメリカから直接赴任した。７年ぶりの日本であったが筑波大学は建物も設備も不十分であり生活も不便であった。しかし日本にない新しい大学を創るという熱気のようなものが大学にはあった。
そこで、少しずつ新しい研究を始めた。私の研究テー
マは、高血圧の発症に重要な役割を演ずるレニン（酵素）・アンジオテンシン（ホルモン）系の生化学的研究であった。
このレニン・アンジオテンシン系の引き金を引くレニンを生体から純化する研究に取りかかった。
しかし、この研究は難渋を極めた。生体のレニンの含量が非常に低いからである。たとえば、牛の脳下垂体 3 万5 千頭から抽出できたレニン量は僅かに 0.5mg であった。
新しい実験手段の導入
その時、素晴らしいニュースが飛び込んできた。ヒトのホルモンや酵素を大腸菌で作れる遺伝子工学の登場である。早速、この技術を我々の研究に取り入れた。
1983 年、ヒト・レニンの遺伝子を単離しその塩基配列を決定した。そして、ヒト・レニンのアミノ酸配列も判明した。次に、このレニンの分子としての成果を土台にしてレニン・アンジオテンシン系の研究は細胞レベル、個体レベルの研究へと進展していった。
そのために発生工学という新しい実験手段を導入した。
そして、ヒトのレニン・アンジオテンシン系を導入した
遺伝子導入マウスを誕生させた。このマウスが高血圧を呈したので「つくば高血圧マウス」と命名した。つぎに、
レニン・アンジオテンシン系の遺伝子を欠損させたマウスを作成した。このマウスが低血圧を呈したので「つくば低血圧マウス」と命名した。
これらの実験結果より、レニン・アンジオテンシン系
が高血圧の発症に遺伝子レベルで重要な役割を演じていることが判明した。
また、研究の進展には研究レベルを変えることや新しい実験手段の導入が重要であることを学んだ。そして1996 年につくば賞を、筑波大学の宮崎均博士、深水昭吉
博士、八神健一博士、杉山文博博士らと共に受賞した。
Ⅱ．つくば賞受賞後
1999 年、私は筑波大学を定年退官した。そして全く新しいプロジェクトに関与することになった。その１つが、和雄「心が遺伝子の働きを調節する」という仮説の検証である。
１）遺伝子にはスイッチのオンとオフがある
ヒトの全遺伝情報（ゲノム）が 21 世紀の初めに解読された。これは、医学や生物学上大きな出来事だった。
これで生命の謎が解けると期待されたが､ 実はそうではなかった。
そして、非常におもしろいことが分かった。全遺伝情報の内、本当に働きがわかっているのは 2%ぐらいである。98%は何をしているかよく解かっていない。ある人はジャンク DNA といっていた。しかし、私は前からジャンクが 98%もあるわけがない、と思っていた。そのジャンクといわれる部分に大切な役割があり、しかも遺伝子のスィッチのオンとオフに関係しているらしいことが分かった。
そういう研究のなかで、私は心の働きも遺伝子のスィッチのオンとオフに関係するのではないかと思ってきた。心の働き、心遣いが遺伝子のスィッチのオンとオフに関係するという仮説を立て「心と遺伝子研究会」を設立した。
２）笑うネズミ「笑い」がどの遺伝子のスィッチを入れるか、どれを切るかという研究を開始した。笑いはなぜ健康にいいのか？ そして、笑いが糖尿病患者の食後の血糖値の上昇を抑えることを見出した。その際、免疫活性を高めたり、新陳代謝を促進する遺伝子をオンすることをつきとめた。
私どもは「ヒトの笑いの研究」に続いて、仔ねずみを遊ばせて笑わせるという研究をしている。この研究は、ダライラマ法王とのご縁で始まった。
2004 年に、私が法王からダラムサラに招きを受け、「笑
いと健康」の研究について報告した時のことだ。アメ
リカの研究者からアメリカでは笑いの研究をねずみで行っていると聞いた。そこで、早速、私どもの研究に利用できないかと考えた。
小さい子供たちはじゃれ合って遊ぶ時、声をあげて笑う。仔ねずみも人間のこどもたちと同じように仲間と遊ぶ時には、嬉しい時に出す 50 キロヘルツの超音波を出す。この 50 キロヘルツのなき声は、ヒトの笑い声の原型ではないかとされており、サイエンス誌でも紹介されている。
Science Academy of Tsukuba, No.28, September 201529

つくば賞その後

私どもは、仔ねずみの遊びを真似して、人間の手でねずみを遊ばせる Tickling という方法を使ってねずみを笑わせている。お母さんが、赤ちゃんのお腹をくす
ぐると声をあげて笑う。そんなふうに、何度もねずみを追いかけてひっくり返してお腹をくすぐってやる。
そうすると、仔ねずみは人間の手とじゃれ合うようになり、50 キロヘルツの超音波を出す。
この方法を使ってどのような実験をしたかと言うと、私どもは、仲間から離されてひとりぼっちで育った仔
ねずみと、楽しく遊ばせて育てたねずみとでどのような違いが生じるか比べてみた（図 1）。
Fig.1 TicklingのTicklingの��������の������Tickling

脳に影響

報酬系を刺激ストレスの増加

攻撃的になる
ストレスに弱い
学習能力が低下ドパミン神経の遺伝子オン
ドパミンの分泌ストレスに強くなる
学習能力の改善

図１．Ticklingの効果
これまでのたくさんの研究で、ひとりぼっちで育った動物（ねずみ以外に、サル、イヌ等）は、攻撃的になるばかりか、ストレスに弱くなり、学習能力も低下
して普通に成長できないことが分かってきている。ところが、仔ねずみを楽しく遊ばせて育てると、ストレスに強くなり、学習能力も良くなること、さらに、脳の中の遺伝子のオンとオフも変わることが分かった。
例えば、脳の視床下部という生命維持にとても大切な中枢では、ストレスに関する遺伝子や喜びを感じるときに出るドパミンの分泌に関わる遺伝子がオンになった。この研究成果は、米国のサイエンティフィックア
メリカン誌の電子版でも紹介された。この研究により、私どものグループの堀美代は学術博士となった。

私たちの研究で、こども時代に、仲間と楽しく遊ぶという経験は、大人になって生きていくためにとても大切なことだということが分かった。最近、切れやす
かったり、引きこもりになったり、自殺する子ども達がいるが、そのような対処法に繋がるような研究になればと願っている。そして、私ども大人は子供たちが楽しく遊べる環境を提供する役割があるのだと考える。
３）祈りと遺伝子
私は白鳥哲監督が製作した映画「祈り～サムシング
グレートとの対話」に出演した。この映画では、世界の著名な医師や生物学者、科学ジャーナリストたちが、祈りを含めた心や意識の近年の研究について語っている。また、心と自然治癒の関係の研究で世界的に知られる米国の医師、ラリー・ドッシー博士は、彼の著書『祈る心は、治る力』（原著：Prayer is Good Medicine）において、祈りのもつ力とその効果を、多くの科学的根拠にふれながら紹介している。この映画は、諸外国で 5つの賞を受賞している。
最近、祈りや瞑想における遺伝子発現の網羅的な解析報告も増えており、2013 年には、ヨガ瞑想が、ストレスによる免疫機能の低下を回復する可能性や、抑うつの改善やストレスによる細胞老化を防ぐ可能性が報告されている。
私たちは、2013 年から、高野山大学密教文化研究所と協力し、真言宗の護摩行が、からだにどのような変化を引き起こすのかを、生理的な変化や遺伝子の発現の変化から検証している。具体的には、護摩行を行う
僧侶と、その場を共有した健常者を対象に、行の前後、最中に血液を採取し、代謝産物や遺伝子の発現の変化を解析した。現在までに、行の前後で発現が変化する
遺伝子がいくつか見つかっている。
以上述べたような「笑いと遺伝子」や「祈りと遺伝子」の研究を、さらに発展させ、人間の心の働き、魂の働きまでも追及していきたいと思っている。
参考文献
村上和雄「心は遺伝子の発現を調節する」化学と生物
Vol.50. No.5, 378-382（2012）

著者略歴

村上

和雄（むらかみかずお）（農学博士）

1963 年 京都大学大学院 博士課程修了
1963 年 米国オレゴン医科大学 研究員
1976 年 米国バンダビルト大学 医学部 助教授
1978 年 筑波大学 応用生物化学系 教授
1990 年 マックスプランク研究賞
1996 年 日本学士院賞
1999 年 筑波大学 名誉教授
1999 年 （公財）国際科学振興財団 理事 バイオ研究所長

30

Science Academy of Tsukuba, No.28, September 2015

研究室レポート

研究室レポート「宇宙から学ぶ究極の予防医学」
宇宙航空研究開発機構

１．はじめに宇宙基地から、ソユーズ宇宙船により打ち上げられ、国際
宇宙ステーション（ISS）における約 5 ヵ月間の宇宙滞在を開始した。油井宇宙飛行士は日本人として 10 人目の宇宙飛行士であり、ISS での長期宇宙滞在は JAXA として 6回目（若田宇宙飛行士による 2 回を含む）の経験となる。
ISS での長期滞在の間、油井宇宙飛行士は微小重力環境、
宇宙放射線の被ばく、多文化少人数の閉鎖環境など、地上には存在しない ISS 特有の環境で過ごすことになり、この環境は心身にそれなりの影響を与えることになる。各国か参事 村井

自律神経機能の低下（出典: NASA SP-447 1982, Space
Physiology and Medicine)

生体リズム影響

軌道上の人体リスクの変化 （イメージ図）

体液シフト

神経前庭系（宇宙酔）

放射線影響

体液および電解質

精神的影響
知覚の変化

要治療

心循環系

骨・筋量減少トサージャンと呼ばれる宇宙航空専門医を中心に宇宙飛行

骨，Ｃａ代謝

赤血球容積

免疫機能低下全身容積０G（宇宙）適応点

放射能の影響１G（地上）適応点（月）

ら選抜された 6 名の ISS 滞在宇宙飛行士には、必ずしも医師が含まれているとは限らないが、地上には各国のフライ正

宇宙環境における人体リスク

2015 年 7 月 23 日、宇宙航空研究開発機構（JAXA）の油井亀美也宇宙飛行士はカザフスタン共和国のバイコヌール

宇宙医学生物学研究グループ

1

3

4

5

6

０Gへの適応点（1.5ヶ月）

図１ 宇宙環境における人体リスク（原図：太田敏子）

士健康管理のためのチームが編成され、日常的に宇宙飛行
士の健康を管理し、時に発生し得る宇宙飛行士の心身の異地上で宇宙環境の特性を模擬し、ボランティアの被験者か常に備える体制をとっている。

らデータをとることで行われた。当時、筑波宇宙センター

JAXA 宇宙医学生物学研究グループは、宇宙飛行士の健に整備された医学研究用の設備としては、宇宙酔いを模擬

康管理を支えるため、宇宙環境が人間に与える影響を解明

する回転いす、微小重力環境での生理学的変化を再現する

し、そのリスクに対する対策を確立することを第一義的なためのベッドレスト実験設備、気圧を用いて体液を足方に目的としており、同時に将来の人類の宇宙進出における医移動させる下半身陰圧負荷装置などがあり、大学等に所属

学的課題を解決していくことを長期的な目標としている。

する研究者が筑波宇宙センターにおいてデータを取得する

この研究活動の結果は、後述のように地上の医療に貢献す

ような実験が行われた。

ることが期待される。

2008 年頃には、やがて実現する ISS での長期宇宙滞在を想定し、その悪影響を最小限にする方法、例えば、半年間

２．宇宙から学ぶ究極の予防医学の ISS 滞在で約 10%の骨密度の低下に対し、骨吸収抑制剤

1992 年、毛利衛宇宙飛行士によるスペースシャトルでによる骨密度維持に関する検討も国際共同研究の形で行わの初飛行当時、宇宙環境が宇宙飛行士の心身に与える影響れた。近年、宇宙における適切な運動と骨吸収抑制剤の組について、国内には知識、経験の蓄積がほとんどなかった。

み合わせにより、骨量の減少はほとんど抑制できるとの結

まずは、米国、ロシアの先人の経験に学ぶことから始めた果が得られた（OsteoporosInt, 2013, 24:2105-14）。

のが、現在の JAXA における宇宙医学に関する研究の出発点である。

一方で、宇宙飛行士の健康管理についての技術的な研究開発も行われてきた。宇宙放射線被ばく量の予測・測定な

当時、スペースシャトルによる 1 ～ 2 週間の短期フライ

どの技術や生物学的影響の評価方法の検討、長期宇宙滞在

ト中の微小重力環境による不都合な影響としては、体液のに適した精神心理的特性の研究と宇宙飛行士選抜への反頭方への移動、地球帰還時の起立性低血圧、平衡感覚の混

映、究極のへき地医療とも言える ISS 環境における遠隔医

乱による宇宙酔い、地球酔い、骨量減少、筋肉の萎縮など療技術の検討などが行われた。現在では、半年から一年にが知られていた（図 1）。当時の宇宙医学研究は、これらおよぶ宇宙滞在の後でも、帰還後のリハビリを通じて宇宙の不都合な影響のメカニズムの解明やその対策の開発が中飛行士は、ほぼ飛行前の健康状態を維持することが可能と心であったが、日本人による宇宙飛行の機会は少なく、さなっている。

まざまな制約がある中で、宇宙飛行士を被験者として直接データを得る機会は非常に限られていた。多くの研究は、このように、国内外の多くの宇宙医学研究から得られた成果は、今日の ISS 長期滞在に生かされている。
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研究室レポート

宇宙医学の成果をヒトの暮らしに生かす
宇宙環境：医学リスク軽減策が必要

健康長寿：予防啓発と健康増進
技術が必要

スなどの新しい領域の研究の発展は、宇宙環境のサンプルさえ回収できれば、新たな人体機能の解析を可能にした。
宇宙医学研究においてもこれら先端技術が積極的に展開されるようになってきている。
４．おわりに（提供NASA）

宇
宙
の
予
防
医
学

人体リスク対策
・骨密度減少/筋委縮
・生体リズム/免疫低下
精神心理対策・心理リスク管理
軌道上遠隔医療・高精能画像（HDTV）
・ポータブル医療機器
宇宙食
・日本食
宇宙服
・臭わない下着

予防医学の実践
・高齢者の健康維持
・健康増進・予防医学への応用
心の健康対策・ストレス対策
・不眠対策
医療の充実
・遠隔地医療・災害・救急医療
食の安全・安心・健康機能食品・災害食
機能性衣服・災害時防護服

現在 ISS に参加する各国間では、ISS を 2024 年まで運用
地
上
社
会
へ
の
還
元

図２ 宇宙医学の成果をヒトの暮らしに生かす（原図：太田敏子）

継続することについて検討がなされている。また、ポスト
ISS 時代の国際協力による宇宙開発の枠組みなどについても、協議が始まっている。
ISS 計画の先に想定される太陽系の有人宇宙探査、すな
わち、有人の月基地の建設、有人火星探査などに向けて、研究グループとして医学的な重点課題を洗い出す作業を始めたところである。有人火星探査を例にとるならば、往復
3 年近くにも及ぶ、長期間の宇宙旅行期間が想定されており、地球磁気圏外を飛行することによる放射線被ばくの影
響はどうか、一年近くに及ぶ微小重力状態の後に火星に着

３．社会に役立つ宇宙医学を目指して陸した場合、宇宙飛行士は立って歩けるのか、常に危険と宇宙に滞在することによって引き起こされる人間の心身隣り合わせの狭い宇宙船内で、少人数での生活の精神的なの変化、特に宇宙から地球に帰還した時に宇宙飛行士が経ストレスはどの程度か、地球との通信に時間を要し、何か

験する起立性低血圧、運動能力の低下、骨量減少、筋肉のあっても引き返せない宇宙飛行中に急病が発生したらどう

萎縮などの現象は、人間が加齢した時に経験する心身の変するか、火星という新たな自然環境に人間が接した時、未化に類似している。宇宙に滞在する場合の変化の速度は、知のリスクが存在する可能性はないか、など、従来とは次地上での加齢の速度よりも早く「宇宙飛行は加齢の加速系」

元の異なる新たな課題の検討が必要ではないかと考えていと言われている。

る。

このことは、宇宙医学研究の成果が、地上における高齢将来に向けては、宇宙で生活しようとする人類について、化社会の役に立てる可能性を意味している。宇宙における分子レベルから個体レベル、さらには精神的、社会的なレ

心身の変化のメカニズムの研究は、加齢のメカニズムの解ベルに至るまでのトータルな理解が必要であり、統合され明、さらには老化の予防につながる可能性があり、宇宙飛た対策の研究が必要であるとの認識のもとに、これまで以行士の健康管理のために開発されてきた技術は、高齢化社

上に広い分野の多く研究者の協力をいただく体制を構築し会の問題の解決に貢献できると考えられる
（図２）
。
例えば、

ていく必要がある。JAXA の宇宙医学生物学研究グループ

骨密度の減少や筋肉の萎縮の予防、起立耐性の低下や前庭自体は少人数ではあるが、自ら医師であり、ISS での長期

三半規管の機能低下の予防、低線量率被ばくへの対策など

滞在の経験を有する古川聡をリーダーに、筑波大学をはじの研究が、将来のヒトの暮らしにおいて役立っていくことめとしてさまざまな領域の研究機関が近傍に存在する筑波が期待される。

宇宙センターを拠点として、その地の利を生かす活動を展

また、特に最近の地上における分子生物学レベルでの技

開していきたいと考えている。

術の進歩、マルチオミックス、バイオインフォマティック

著者略歴

村井

正（むらい

ただし）

1983 年筑波大学医学専門学群卒業（医師免許取得）。筑波大学附属病院
研修医を経て第 26 次南極地域越冬隊医療担当隊員。1990 年筑波大学大学
院医学研究科修了（医学博士）。1990 年宇宙開発事業団副主任開発部員。
1992 年まで米国ライト州立大学航空宇宙医学専門課程（理学修士）。2014
年 4 月より現職。

32

Science Academy of Tsukuba, No.28, September 2015

科学の散歩道

科学の散歩道「老化ミトコンドリア散歩道」
筑波大学
日光の戦場ヶ原を歩いて行くと、初夏にはカッコウやアオジなどさまざまな野鳥の美しいさえずりがあちこちから聞こえてきて清々しい気分になるが、常に適度な緊張感もある。それはたまに出現するノビタキやホオアカ（図１）の姿を見つけたらこの「シャッターチャンス」を逃してはならないという緊張感である。筆者の老化研究に限定していえば、メインストリートで早さを競うのではなく、そこから外れたこの戦場ヶ原の遊歩道のような道を特段の使命感もなく散策して行くような気ままなものだった。もちろん「シャッターチャンス」があれば一気に研究を進める適度な緊張感も維持しながらである。

図１：初夏の戦場ヶ原のノビタキ（左）とホオアカ（右）この他にアオジ、ビンズイ、ニュウナイスズメ、アカゲラなどが姿をみせることがある。

今から 20 年以上も前のことであるが埼玉県立がんセン
ターから筑波大学に着任した筆者は、学生たちの研究テーマとして競争の激しかったミトコンドリア病のモデルマウ
ス作製に着手し、ミトコンドリアと老化やがん化との関係を探る研究も続けた。当時定説であった「ミトコンドリア
老化原因説」では、老化に伴うさまざまな能力の低下を「ミトコンドリア DNA（mtDNA）突然変異の蓄積」「呼吸欠損」「活性酸素（ROS）の漏出」の三者の悪循環で説明していた。つまり酸素呼吸により生命エネルギーを作り出すミト
コンドリアの中はその副産物である ROS にさらされるため、mtDNA に突然変異が蓄積され、加齢とともに呼吸欠損になるというのである。ただし、この定説は単純で美しいが状況証拠の羅列でできており、それぞれを結びつける
確固たる証拠が欠落していた（１）。
そこで直接的証拠を得るためヒト繊維芽細胞株などを用いて核移植やミトコンドリア移植を行い、老化に伴う呼吸欠損の遺伝様式を培養系で調べたところ、老化に伴う呼吸欠損は細胞質遺伝するのではなく核の劣性遺伝であることが判明した。そこで「老化に伴う呼吸欠損の原因がmtDNA の突然変異ではなく核 DNA の劣性突然変異にある」という新仮説を提示した。この研究成果は従来の定説を否定するものであり、国際的に高く評価され欧州であった幾つかの国際学会に招待された。しかし従来の定説の信奉者たちから「mtDNA に突然変異が蓄積しているのになぜ呼吸欠損にならないのか説明しろ」との十字砲火を浴

生命環境系

特命教授

林

純一

び続け、
「その説明責任はそっちだろう」と反論できず呆
然と立ち尽くした。この借りはいつか論文で返そうと心に誓ったが当時はそのすべもなく、そのまま撤収するしかなかった。
当時筆者が全力を挙げて競ったメインストリートはミト
コンドリア病モデルマウスの作製だった。すでに筋肉等の組織の呼吸欠損を示すミトコンドリア病患者さんの報告が有り、患者さんの血液や筋肉の mtDNA には特殊な突然変異が蓄積していることが明らかになっていた。しかし、「mtDNA 突然変異の蓄積」により「呼吸欠損」が生じ、その結果「ミトコンドリア病が発症する」という三者の因果関係を立証するためには、患者さんと同等の mtDNA 突然変異をもつモデルマウス（ミトマウス）を作製し、このマウスが呼吸欠損とミトコンドリア病様症状を発現することが証明されなければならなかった。幸運にも国立感染症研究所（現 理化学研究所）の小倉淳郎先生との共同研究のおかげで筆者たちは世界で初めてミトマウスを作製し、三者の直接的因果関係の存在を証明することができた（１）。
実はこのミトマウスの「mtDNA 突然変異の蓄積」と「呼吸欠損」の間の因果関係を詳細に調べて行くとそこには不思議な現象があった。突然変異 mtDNA の割合が 80％まで
は呼吸活性が正常で、80％を超えると急激に呼吸欠損になり病態発症もしたのである。その理由として、突然変異
mtDNA を含むミトコンドリアと野生型 mtDNA を含むミ
トコンドリアの間での相互作用（物質の交換）が頻繁に起こり、結果的には呼吸欠損になるのを防御していたのである。更に異なったミトコンドリア病患者さん由来で、それぞれ異なった突然変異 mtDNA をもつ細胞を融合させると呼吸活性が完全に回復することも明らかにした（１）。そしてここにあの十字砲火に対する回答があった。mtDNAに突然変異が蓄積しているのに呼吸欠損にならない理由は「ミトコンドリア間相互作用のため」だったのだ。
しかしこの３年後の 2004 年、従来の定説を強力に支持するミューテーターマウスの論文が発表された（２）。このマウスは mtDNA 複製酵素の校正機能が破壊されたため
mtDNA には通常の数倍の速度で突然変異が蓄積し、呼吸欠損が誘導されかつ早期老化様症状も呈し、本来２年半ある寿命が１年に短縮されていた。ただし正常マウスは老化しても呼吸欠損は生じないためこのマウスはヒトの老化モデルであると主張された。このマウスで呼吸欠損が起こるのはミトコンドリア間相互作用を凌駕するような異常な数の突然変異が蓄積した結果だが、多くの症状は筆者らがScience Academy of Tsukuba, No.28, September 201533

科学の散歩道樹立したミトマウスと共有していたため、これも老化ではなくミトコンドリア病モデルではないかと思った。しかし逆にミトマウスも老化モデルマウスであると解釈できるため、気の利いた反論もできずまた漂流することとなった。
その後すぐに反撃のチャンスはやって来た。後にノーベル賞を受賞することになる山中伸弥たちにより「分化した細胞から iPS 細胞を樹立すると初期化が達成できる」という衝撃的な報告が 2006 年に出された。一方、次世代シーケンサーの進歩により DNA の塩基配列決定に要する時間と精度が大きく改善された。
「ミトコンドリア戦場ヶ原」
を漂流していた筆者に緊張感が走ったのは、この２つの大きな波が従来の定説をきちんと検証できる「シャッター
チャンス」の到来を告げていたからである。そこで若年グ
ループと老年グループ由来のヒト繊維芽細胞株を用いて、京都大学の沖田圭介先生には iPS 細胞の樹立を、東京大学の間野博行先生にはおびただしい数の mtDNA の塩基配列決定を、そして理化学研究所（現慶応大学）の三好浩之先
生には特定の核遺伝子の発現調節をお願いし以下の決定的証拠をつかんだのである（３、図２）。

図２：従来の仮説と筆者たちの仮説の模式図＊老年グループに呼吸欠損を確認したが、ROS の発生量は増加せず、次世代シーケンサーで調べても mtDNA 突然変異の蓄積率に有意差は認められない。つまり定説のいう悪循環のうち「ROS の増加」と「mtDNA 突然変異の蓄積」は存在しない。
＊それぞれのグループの繊維芽細胞を iPS 細胞にすることで初期化し再分化させて呼吸活性を比較すると、老年グループの呼吸活性は若年グループのレベルにまで回復したため、呼吸欠損の原因は突然変異でない。
＊核遺伝子の発現比較により、呼吸欠損の原因遺伝子としてミトコンドリア内のアミノ酸代謝（グリシン代謝）に関係する遺伝子を特定した。グリシン添加により呼吸活性が回復したためグリシン摂取が老化の予防戦略として有効である。
以上の結果から「老化に伴う呼吸欠損の原因は mtDNAの突然変異ではなく核のゲノム修飾である」という仮説を提案した。この仮説は筆者が 20 年前に提出した仮説（老化に伴う呼吸欠損の原因が mtDNA の突然変異ではなく核DNA の劣性突然変異にある）とは一見矛盾しているように見える。これは当時ゲノム修飾の概念が成熟していなかったためで、当時の実験結果は今回の仮説に照らしても何ら矛盾するものではない。この研究成果は「若返りが可能」として注目され新聞報道もされた。今回の研究成果の重点は若返りではないが、昨今では「科研費を受けた研究
成果の社会への発信」が義務づけられているので有難いことである。
ここで一つ不思議に思うのは、次世代シーケンサーが開発されてしばらくたつのに、老化したヒトの繊維芽細胞のmtDNA に突然変異の蓄積がないという結果をなぜ専門家たちが発表しなかったのかということである。もし定説の信奉者達が定説を否定する都合の悪い結果を発表しなかったからだとすれば、そのおかげでこの成果が筆者たちのものになったのかもしれない。すべてと言うわけにはいかな
いが、第一線の研究の戦場でしのぎを削って疾走するよりも、遊歩道を散策するような自然体のほうが有効な場合もある。散策気分で先入観を捨てて研究していると、時として少々の矛盾を顧みず高速道路を疾走するような研究では得られない宝物に巡り会うことがあるようだ。
ただ、今はあの戦場ヶ原を散策する気分で研究を進める
余裕はない。科研費は今年度で終了するので研究活動からも卒業することになる。ここには書かなかったが決着を付けたい研究がまだ少し残っている。今は目前に迫ったゴールに間に合うように疾走中である。
参考文献
１．林 純一 ミトコンドリア・ミステリー（講談社プルー
バックス）2002
２．Trifunovic, et al. Nature 2004
３．Hashizume, et al. Scientific Reports 2015

プロフィール

林 純一（はやし じゅんいち）
筑波大学 生命環境系 特命教授
1949 年 4 月 29 日 函館市生まれ
1977 年 東京教育大学大学院博士課程修了、理学博士
1977 年 埼玉県立がんセンター研究所・研究員
1988 年 同・主任研究員
1993 年 筑波大学生物科学系・助教授
1998 年 同・教授（この間生物学類長、第二学群長、生命環境学群長兼任）
2015 年 筑波大学名誉教授 ; 筑波大学生命環境系・特命教授

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賛助会員企業訪問記

賛助会員企業訪問記 －抜粋（11）－大鵬薬品工業株式会社
研究本部（つくばエリア）

日清製粉株式会社
つくば穀物科学研究所

訪問の当日（平成 27 年 6 月 17 日（水））は梅雨の一
日で午後から雨はあがりましたが、多少ドンヨリとした曇り空でした。大鵬薬品工業（株）研究本部（つくばエリア）はつくば市の北部、テクノパーク大穂にあります。最初に社内見学をさせて頂き、その後応接室でお話を伺いました。ご対応は執行役員・研究本部長の岩沢善一様、創薬企画推進部部長の杉本芳一様、同部主任の佐藤香織様、総務部副部長の前田和男様、総務部つくば業務課課長の室岡進様です（SAT からは
渋尾事務局長、伊ヶ崎）。
大鵬薬品工業（株）は 1963 年の設立で、大塚ホールディングス傘下の事業会社です。医療用医薬品の領域では、自社創薬を基本として、がん、免疫・アレル
ギー、泌尿器の３領域の創薬研究開発に取り組み、な
かでもがん領域に最も注力しています。また一方で、コンシューマーへルスケア領域ではビタミン含有保健剤「チオビタ・ドリンク」がよく知られています。
特にがん領域に意欲的に取り組み、多くの抗がん剤を開発・上市しています。自社の主力抗がん剤の一つに代謝拮抗剤（がん細胞のなかに “ 偽のパーツ ” を紛れ込ませて細胞増殖をできなくする薬剤）「ティーエ
スワン」があります。そして昨年、世界に先駆けて日本で承認取得・発売した「ロンサーフ」は、自社で創薬・臨床開発した最新の薬剤で、欧米を中心にグローバル展開をふまえ、本年欧米で承認申請を行っています。同時にがん細胞の増殖、生存、血管新生、薬剤耐性、がん細胞における特異的な代謝等を狙った分子標的薬についても多くの化合物を創製し、臨床開発段階に入っています。中堅企業で活気に満ちた企業です。
研究本部はつくばエリアと徳島エリアとがあります。
つくばエリアは 2009 年に開設。上記３領域におけるアンメットメディカルニーズ（まだ治療法が確立できていない医療上のニーズ）に対する新薬候補化合物の創製を主に行い、多くの成果を上げています。今後、つくばエリアでの連携強化を期待しているとのことでした。業務に関連した異分野交流を含めた連携に意義を感じている一方、そのきっかけが不足しているとのご意見を伺い、SAT の活動を賛助会員企業によく知って頂くと共に、今後ともいろいろと企画していかなけ
ればと改めて思いました。
インタビューを終えて、「大鵬薬品さんは開発精神に溢れた企業であり、その企業から元気を分けて頂いた」と感じました。
（伊ヶ崎記）（大鵬薬品工業（株）の URL）
http://www.taiho.co.jp/

平成 27 年 6 月 19 日、午後から出かけた日清製粉（株）
つくば穀物科学研究所はつくばの北部に位置するテクノパーク大穂にあります。到着時はまだ雨が残っていました。晴れた日には筑波山が綺麗に見えるということでしたが、見ることは出来ず、残念でした。
日清製粉グループは、私にとってはフラワー、お好
み焼き粉、唐揚げ粉、ママースパゲティなどの印象が強い会社です。会議室には普段良く目にする商品に加えて、業務用の大きな紙袋に入った小麦粉や最近開発されたクッキングフラワーなどをご用意頂いており、当グループの商品の幅の広さには驚かされました。
事前にお願いしていました所内見学から始まりました。ご対応はつくば穀物科学研究所の早川克志所長、
中村健治主任研究員です（SAT からは渋尾事務局長、伊ヶ崎）。小麦粉の各種成分の分析装置、DNA 解析装
置、小麦の粉砕装置、異物除去装置、小麦粉の二次加工性（製パン性、製麺性など）に関連した生地特性解析装置等の丁寧な説明を頂きました。見学の後、予め伝えてありました質問事項に沿う形で早川所長からパワーポイントを使って説明頂いた後、インタビューに入りました。
小麦の製粉企業国内 90 社のうち、ナンバーワンの取扱量を誇り、粉体技術に関しても高い技術力を誇る
日清製粉 ( 株 ) らしく、自社での研究開発に誇りを持っていることを強く感じました。単なる製粉事業だけではなく、一般消費者の方々のニーズを解析し、パン、麺、菓子等を製造しているユーザー企業に新製品、新技術を提案する、いわば提案型の研究開発・営業を行
い、この中でつくば穀物科学研究所は、原料小麦、小麦粉製品の品質管理や製造、開発を支援する技術開発を担当していることがよくわかりました。
またつくばの地の利を生かしての公的研究機関との連携・共同研究にも積極的です。つくばの公的研究機
関に感謝しつつも、民間ではなかなか手が付けられな
いが、しかし将来的には大きな流れになるような領域の研究開発をしっかり実施して欲しいという要望は公的研究機関に働くものにとって、是非心に留めて頂きたい言葉と思いました。
昨年 SAT に加盟頂きましてから、SAT 事業にも積極的に参加頂いています。今後も積極的に若手も含めて参加していきたいとのこと、満足頂けますように
我々 SAT も努力しなければと改めて思いました。
（伊ヶ崎記）（（株）日清製粉グループ本社の URL）
http://www.nisshin.com

Science Academy of Tsukuba, No.28, September 201535

交流会関係報告

第２回 SAT サイエンス・カフェ開催「マイクロバブル・ナノバブルの応用」
去る４月 22 日（水）の夕方に、第２回ＳＡＴサイエンス・
カフェが開催されました。今回は、（公財）つくば科学万博記念財団のご協力を得て、ＴＸつくば駅の北側にあるつくばエキスポセンター内の「レストラン滝」を会場としました。講演内容（マイクロバブル・ナノバブル）に話題性があり、かつ開催時間も前回よりも一時間早い 17：00 ～19：00 と設定したこともあってか、参加者も 40 名近くと予想外に多くの方々にご参加頂き、大変盛況裏に開催を終えることができました。写真はそのサイエンス・カフェの一場面です。今回は特に話題技術の応用について関心が高かったためか、参加者の約半数が食品、病院、製薬、バイオ、商社など企業関係者で、残り半数は大学・研究機関関係者と財団・センター等公的な法人関係者が各 1/4 と、企業関係者が多かったことが特徴といえます。このような広い分
野の企業関係者、研究者による SAT サイエンス・カフェ
は「知の触発」にも繋がっていく場として期待されます。
「カフェ」は、先ず主催者を代表してＳＡＴ副会長の岡田雅年氏による開会挨拶で開始され、次いで産業技術総合研究所の高橋正好研究主幹から、最近多くの分野で注目されている「マイクロバブル・ナノバブルの応用」について話題提供をして頂き、引き続き質疑応答等フリーディス
カッションをする形で進められました。
高橋氏からは、最初にマイクロ・ナノバブルの基本概念と具体的な製造方法、製造されたマイクロ・ナノバブルの物性などの技術的基礎を解説され、その後、応用が期待されている広範な分野での実用化事例や研究事例の紹介がありました。具体的にはすでに普及段階にある食品の殺菌から、産総研で開発された半導体製造時のレジスト除去技術に関する最新の研究成果、九州大による内視鏡利用時等における大腸洗浄や自治医大による動脈硬化治療例など最近
特に注目を集めている医療分野における研究事例に至るまで、幅広い応用分野を最新の技術動向を含めて大変分かり易くご紹介頂きました。このため、それに続く質疑応答も極めて活発なものとなりましたが、最終的には時間切れとなってしまったことは残念でした。また、別の機会を設けて今後の課題・発展方向に関して等の議論も必要と思いました。
また、この質疑応答時には、バブルに内包させる気体としては空気、酸素、窒素、炭酸ガス、オゾン等が利用可能
で、殺菌目的では酸素やオゾン等を用いるなどその目的により適宜利用されることなども紹介されました。特に注目されたのは、空気内包ナノバブルを金属の切削時に利用する事例で、その理由はまだ不明とのことですが、顕著な温度上昇抑制効果が見られ、作業環境の保安など工業的には大変大きなメリットが得られるため、すでに実際に利用さ36

Science Academy of Tsukuba, No.28, September 2015

れているとのことでした。このように、新しい応用展開も始まっているようです。また研究や実証試験の結果では、明らかにマイクロ・ナノバブルの添加効果が見られる事例でも、その作用機構が必ずしも明確にされていないことが多いため、応用分野開拓だけではなくその作用機構の解明等も目的とする研究が産総研を中心に進められているとの話がありました。
ＳＡＴサイエンス・カフェもまだ２回の開催であるため、主催者としては開催形式や準備の仕方、開催結果のア
ンケート集計などまだまだ改良の余地が大きく、関係者は今後一層の努力をしたいと思っています。皆様におかれま
しても今後とも引き続きご支援・ご協力のほどよろしくお願い申し上げます。
今後の SAT サイエンス・カフェにつきましてのご意見・ご要望等を事務局（academy@epochal.or.jp）まで、E メー
ルでご遠慮なくお寄せ下さい。
（サイエンスカフェ担当コーディネーター補佐 中根、コー
ディネーター 伊ケ崎）

写真１．会場風景

SAT からのお知らせ

SAT からのお知らせ

江崎玲於奈賞、つくば賞、つくば奨励賞授賞式、記念講演会
第 12 回江崎玲於奈賞、第 26 回つくば賞、第 25 回つくば奨励賞の選考会が 9 月 3 日につくば国際会議場で開催され、次の方々が選ばれました。授賞式と記念講演会は 11 月 24

○第 25 回つくば奨励賞（実用化研究部門）
韓立彪 産
 業技術総合研究所

材料・化学領域

触媒化学融合センター

日（火）午後、つくば国際会議場にて開催されます。日本

ヘテロ原子化学チームの最先端研究の状況を知る良い機会です。会員の皆様のご佐賀勇太 片 山化学工業株式会社

研究チーム長
生産本部

P 事業推進室 P 開発グループ

参加をお待ちしています。

リーダー「次世代リン化合物製造法の開発と製品化」○第 12 回江崎玲於奈賞
相田卓三（東京大学大学院

工学系研究科教授）「有機分子材料のメゾスケール構造制御と新機能発現」
彰（筑 波大学センター

野﨑隆行 産 業技術総合研究所
造領域○第 26 回つくば賞
澁谷○第 25 回つくば奨励賞（若手研究者部門）

医学医療系・生命領域学際研究教授）

エレクトロニクス・製

スピントロニクス研究センター

電圧スピントロニクスチーム

主任研究員「超省電力高速スピン制御技術の実現とその応用」「難治疾患の克服を目指した免疫受容体の研究」

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SAT 行事案内

SAT 行事案内

1. 第 10 回 SAT つくばスタイル交流会開催のご案内
サイエンス＆アートをテーマにした「ＳＡＴつくばスタ

落語：三笑亭夢花師匠

イル交流会」を開催します。講演後は、三笑亭夢花師匠に

参加費：無料よる落語をお楽しみください。

参加申込：事 務局まで電話（029-861-1206）またはメール

日時： 2015 年 11 月 28 日（土） 13：30 ～（academy@epochal.or.jp） で、「SAT つ く ば 交

場所：つくば国際会議場

流会参加」と明記し、氏名、連絡先（住所、電中ホール 300

話）を連絡ください。

講演：宇宙に生物はいるか
科学ジャーナリスト
餌取章男氏（SAT 運営会議委員）

2. 第 7 回 SAT 研究情報交換会開催のご案内
テーマを決めての分野横断的な交流会です。

・目義雄氏（物質・材料研究機構）

日時：平成 27 年 10 月 9 日（金） 17：00 ～ 20：30「強磁場によるセラミックスの配向制御」

場所：物質・材料研究機構（千現地区） 研究本館

・フリーディスカッション（50 分）

８階中会議室（811、812 室）・強磁場発生装置の見学後、交流会

テーマ：「ものづくりにおける磁場効果の利用」
プログラム：講演（１時間）
・廣田憲之氏（物質・材料研究機構）

参加費：無料 （但し、交流会は 1,000 円 / 人）
参加申込：メ ー ル で academy@epochal.or.jp ま で、「SAT

「強磁場の発生とその磁気科学的応用」

研究情報交換会参加」と明記し、氏名、勤務先、

・中村

ご専門、交流会参加の有無をご連絡ください。

顕氏（東京大学大学院農学生命科学研究科）「強磁場・高磁気力を利用したタンパク質結晶の高品
質化」

3. 第 13 回 SAT 賛助会員交流会開催のご案内
賛助会員とつくばの研究者の交流会です。

北本大様（産総研機能化学研究部門部門長 / バイオサー
ファクタント関連研究）

日時：平成 27 年 11 月 9 日（月）午後 1 時～
場所：つくば国際会議場 202B

小早川達様（産総研人間情報研究部門主任研究員 / 官能試験関連研究）

会員企業事業紹介：
日清製粉株式会社つくば穀物科学研究所、日京テクノス株

参加申込：メ ー ル で academy@epochal.or.jp ま で、「SAT
賛助会員交流会参加」と明記し、氏名、勤務先

式会社、日本エクシード株式会社

をメールでご連絡ください。

研究者研究紹介：
阿部豊様（筑波大システム情報系教授 / マイクロバブル

詳細は追って、HP に掲載いたします。

関連研究）

4. テクノロジーショーケース 2016

開催のご案内2016 年 2 月 4 日（木）に開催します。今回の実施協力機様）、ミニシンポ等が予定されています。

関は土木研究所で、「ようこそ！インフラ技術のショーケー

ご発表・ご参加をお待ち申し上げます。

スへhttp://www.science-academy.jp/showcase/index.html～未来の豊かな生活を支える知恵と技術」がメインテーマです。
一般ポスター発表、
つくば発注目研究ポスター
発表、企画展示、特別講演（土木研究所理事長の魚本健人
38

Science Academy of Tsukuba, No.28, September 2015

をご参照ください。

つくばサイエンス・アカデミー役員

つくばサイエンス・アカデミー役員
◆会長

江崎玲於奈
◆副会長
村上 和雄
岡田 雅年
◆運営会議委員
青木 雅博
石田 瑞穂
市原 健一
井邊 時雄
＊魚本 健人
潮田 資勝
餌取 章男
太田 敏子
岡田 安弘
岡田 義光
小幡 裕一
貝沼 圭二
金山 敏彦
木阪 崇司
岸
輝雄
久野美和子
後藤 勝年
小玉喜三郎
澁谷
勲
住
明正
関
正夫
中鉢 良治
永田 恭介
中村 道治
西村
暹
沼尻
博
橋本
昌
＊林
純一
板東 義雄
三村 信男
丸山 清明
＊渡戸
満
吉武 博通
吉田
茂
和田祐之助




＊新任委員

平成 27 年 7 月 22 日現在

一般財団法人茨城県科学技術振興財団理事長・つくば国際会議場館長
公益財団法人国際科学振興財団理事／国立大学法人筑波大学名誉教授
国立研究開発法人物質・材料研究機構名誉顧問

株式会社日立製作所材料イノベーションセンタ長
国立研究開発法人産業技術総合研究所・国立研究開発法人防災科学技術研究所
客員研究員
つくば市長
国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構理事長
国立研究開発法人土木研究所理事長
国立研究開発法人物質・材料研究機構理事長
科学ジャーナリスト
国立大学法人筑波大学名誉教授
大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構理事
国立研究開発法人防災科学技術研究所理事長
国立研究開発法人理化学研究所バイオリソースセンター長
公益社団法人大日本農会理事
国立研究開発法人産業技術総合研究所副理事長兼つくばセンター長
公益財団法人つくば科学万博記念財団相談役
新構造材料技術研究組合理事長／東京大学名誉教授
国立大学法人電気通信大学客員教授／内閣府地域活性化伝道師
国立大学法人筑波大学名誉教授
国立研究開発法人産業技術総合研究所特別顧問
株式会社常陽銀行経営顧問
国立研究開発法人国立環境研究所理事長
関彰商事株式会社代表取締役会長／一般社団法人茨城県経営者協会名誉会長
国立研究開発法人産業技術総合研究所理事長
国立大学法人筑波大学学長
国立研究開発法人科学技術振興機構理事長
国立大学法人筑波大学生命科学動物資源センター客員研究員
沼尻産業株式会社代表取締役会長
茨城県知事
国立大学法人筑波大学特命教授
国立研究開発法人物質・材料研究機構フェロー
国立大学法人茨城大学学長
東京農業大学客員教授
国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 筑波宇宙センター所長代理
国立大学法人筑波大学ビジネスサイエンス系教授
一般財団法人茨城県科学技術振興財団専務理事
茨城県商工会議所連合会会長／株式会社祐月本店会長

計 38 名（五十音順）

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賛助会員一覧／編集後記

つくばサイエンス・アカデミー賛助会員一覧
アステラス製薬株式会社 つくば研究センター
荒川化学工業株式会社 筑波研究所
育良精機株式会社
株式会社池田理化
一般社団法人 茨城県経営者協会
茨城県信用組合
インテル株式会社
国立研究開発法人 宇宙航空研究開発機構 筑波宇宙センター
株式会社エア・リキード・ラボラトリーズ
株式会社 S・Labo
オークラフロンティアホテルつくば
国立研究開発法人 科学技術振興機構
カゴメ株式会社 研究開発本部
株式会社カスミキッコーマン株式会社 研究開発本部
株式会社クラレ つくば研究センター
クリタ分析センター株式会社
株式会社クレフ
公益財団法人 国際科学振興財団

株式会社 常陽産業研究所
関彰商事株式会社
株式会社セノン 茨城支社

株式会社 Scientific Language
株式会社 JTB コーポレートセールス株式会社 常陽銀行

東京化成工業株式会社
戸田建設株式会社 技術研究所
日京テクノス株式会社

大鵬薬品工業株式会社 研究本部（つくばエリア）
大陽日酸株式会社 つくば研究所
高橋興業株式会社
株式会社つくばエッサ
公益財団法人つくば科学万博記念財団
一般社団法人つくば観光コンベンション協会
株式会社つくば研究支援センター
つくば国際会議場
株式会社つくば山水亭
つくば市
つくば市商工会
筑波家田化学株式会社
筑波学園ガス株式会社
株式会社 筑波銀行
ツジ電子株式会社
テスコ株式会社（五十音順）

日清製粉株式会社 つくば穀物科学研究所
株式会社日本触媒 筑波地区研究所
日本新薬株式会社 東部創薬研究所
日本ハム株式会社 中央研究所
日本エクシード株式会社
日本電気株式会社 筑波研究所
日本電子株式会社
浜松ホトニクス株式会社 筑波研究所
日立化成株式会社 筑波総合研究所
株式会社日立製作所 日立研究所
不二製油株式会社 つくば研究開発センター
国立研究開発法人 物質・材料研究機構
ペンギンシステム株式会社
国立研究開発法人 防災科学技術研究所
三菱化学株式会社 RD 戦略室 筑波センター
水戸商工会議所
公益財団法人 山田科学振興財団
理想科学工業株式会社 理想開発センター（62 企業・団体）

平成 27 年 9 月 8 日現在

編集委員

SAT 編集事務局■金岡正樹 / 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構■丸山清明 / つくばサイエンス・アカデミー総務委員長■川添直輝 / 国立研究開発法人物質・材料研究機構■渋尾■五藤大輔 / 国立研究開発法人国立環境研究所■伊ヶ崎文和 / つくばサイエンス・アカデミーコーディネータ■内山俊朗 / 国立大学法人筑波大学芸術系■岡田雅年 / つくばサイエンス・アカデミー副会長
篤 / つくばサイエンス・アカデミー事務局長■角田方衛 / 一般財団法人新技術振興渡辺記念会■田中斎仁 / 株式会社クラレ■東口

達 / 日本電気株式会社■松崎邦男 / 国立研究開発法人産業技術総合研究所

編集後記
会誌 28 号の巻頭言は産総研金山敏彦副理事長に「つくば研究

ウスの創作とその解析」で受賞された村上和雄先生に受賞に至っ

学園都市からイノベーションを」と題した寄稿を頂いた。持続的た経緯および受賞後の「心が遺伝子の働きを調節する」という仮な社会発展のためにつくばの研究機関が有する優れた技術成果を説の検証について執筆頂いた。

総合することによってイノベーションに繋げることが求められて研究室レポートでは JAXA 宇宙医学生物学研究グループの村井

いること、そのナノテク版が特集として取り上げた日本的つくば

正参事に「宇宙から学ぶ究極の予防医学」を執筆頂いた。
「宇宙流モデルである「つくばイノベーションアリーナ

旅行は加齢の加速系」であり、これを地上における高齢化社会に

ナノテクノロジー拠点 (TIA-nano)」であることが述べられている。
特集「TIA-nano の現状と動向」は、研究機関の壁を越えてつ読ませて頂いた。

くばの４機関（産総研、物材機構、筑波大学、KEK）が経団連の科学の散歩道では筑波大学の林純一先生に「老化ミトコンドリ

支援を受けて創設した TIA-nano 第１期の成果を中心としてまとア散歩道」を執筆頂くことが出来た。ミトコンドリア DNA に関めたものである。つくばの更なる発展には研究機関の壁を越えたする従来の定説を打ち破った話しで面白い。

取り組みが必要であるが、これが現実には難しい。特集は現実にSAT サイエンスカフェの「マイクロバブル・ナノバブル」では直面した課題解決に取り組みながら、得られた産学官の貴重な成講師の産総研高橋正好様、賛助会員訪問記では大鵬薬品工業（株）、果が示されている。第２期での飛躍を期待したい。

日清製粉（株）にはお世話になった。

今回、SAT フォーラム 2015 報告として、昨年ノーベル物理SAT 会誌の編集・出版に初めて関わり、決められたページ数

学賞受賞の中村修二教授（UCSB）をお迎えしての講演内容を角に合わせるのに苦労したが、特集で全面的に協力頂いた岩田普事

田編集委員にまとめて頂き掲載した。多くの聴衆を惹きつけた講

務局長はじめ TIA-nano 事務局の皆様および執筆頂いた皆様のお演を誌面で再現できたと思っている。

陰で無事出版に漕ぎ着けることが出来た。感謝申し上げたい。

つくば賞その後 -5 では「つくば高血圧マウスとつくば低血圧マ

40

役立てる予防医学を目指しているとのこと。なるほどとの思いでScience Academy of Tsukuba, No.28, September 2015

（伊ヶ崎記）

個人会員（一財）茨城県科学技術振興財団

つくばサイエンス・アカデミー

入 会 申 込 書

（FAX

TO：029-861-1209）※入会をご希望の方は、本申込書を FAX または郵送にて下記事務局宛にお送りください。

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入会申込年月日歴□学生線

E-mail
□学士

□修士

□博士

□その他

最終学位取得年

年（西暦）関連所属学会
専門分野
これまでの主な業績
受賞記録
代表的な論文テーマ
簡単な履歴
得意とする講演テーマ●太枠内のみにご記入ください。
●経歴書、プロフィール等お待ちの方は、添付していただいて結構です。
●学生会員として入会を希望される方は、学生証等の証明書のコピーを合わせてお送りください。

連

絡

先

自宅 ・勤務先

入会申込みについて■ 個人会員

１．入会申込書

入会申込書に必要事項をご記入の上、本会事務局宛お送りください。入会の承認は、諸手続きを経ますので、若干時間を要します。事務手続きが終了次第、会員番号を記載した入会承認書と会費納入方法に関する書類をお送りいたしますので、指定された方法によりご入金をお願いいたします。

２．会

費

本会では、入会金は不要です。下記の年会費のみお支払いください。
一般会員
5,000 円
学生会員
3,000 円特別会員 10,000 円■賛助会員
１．入会申込みについて

下記事務局にご連絡ください。所定の申込書をお送りいたします。

２．会

費

賛助会員

1 口 50,000 円（複数口のご協力を期待しています。）■申込み・問合せ先（個人・賛助会員とも）（一財）茨城県科学技術振興財団 つくばサイエンス・アカデミー 事務局〒 305-0032 つくば市竹園 2-20-3 つくば国際会議場内
TEL：029-861-1206 FAX：029-861-1209 E-mail:academy@epochal.or.jp

Contents 28
No.

September 2015

表 2 ●巻頭言		2

つくば研究学園都市からイノベーションを
産業技術総合研究所●特 集副理事長・つくばセンター長

つくばイノベーションアリーナ

金山敏彦

ナノテクノロジー拠点（TIA-nano）の現状と動向

			 つくばイノベーションアリーナ ナノテクノロジー拠点（TIA-nano）の概要と今後の展望
TIA-nano 運営最高会議 事務局長 岩田普、事務局次長 菱田俊一、事務局次長 野家 彰、事務局次長 池田 進
～基礎から開発段階での成果～
			
物質・材料研究機構（NIMS） ナノ材料科学環境拠点（GREEN）の活動紹介
NIMS フェロー・ナノ材料科学環境拠点長 魚崎浩平
							
相変化メモリデバイス（TRAM）の研究開発と展望
産業技術総合研究所 ナノエレクトロニクス研究部門 首席研究員 富永淳二
							 ～実証段階での成果～
			MEMS 新潮流 オープンイノベーションで開発 ３軸触覚センサ
一般財団法人マイクロマシンセンター 渡辺秀明、タッチエンス株式会社 丸山尚哉
							 ～事業化への橋渡しでの成果～
			
富士電機６インチ SiC 量産工場
富士電機株式会社 技術開発本部 次世代デバイス開発センター 木村 浩
				電子デバイス事業本部 開発統括部 山崎智幸
				
技術開発本部 次世代デバイス開発センター 渡邊雅英
							
SGCNT の量産実証プラントから製造プラント建設
日本ゼオン株式会社 特別経営技監 元取締役常務執行役員 荒川公平
							 ～光・量子計測での成果～
			 「つくば」だからできる機関を跨ぐ新しい連携・連動 TRX
高エネルギー加速器研究機構
池田進				
			 ～共用機器整備での成果～
			
産業技術総合研究所における共用施設
産業技術総合研究所 TIA 推進センター・共用施設運営ユニット 共用施設ステーションステーション長 多田哲也
							 ～人材育成での成果～
			
TIA 連携による人材育成
筑波大学大学院 数理物質科学研究科 研究科長 木越英夫
				22

● SAT フォーラム 2015 開催

2014 年ノーベル物理学賞を受賞した中村修二教授を迎えて29●つくば賞その後 -5「つくば高血圧マウスとつくば低血圧マウスの創作とその解析」
筑波大学名誉教授 村上和雄

31

●研究室レポート「宇宙から学ぶ究極の予防医学」
宇宙航空研究開発機構 宇宙医学生物学研究グループ 参事 村井 正

33

●科学の散歩道「老化ミトコンドリア散歩道」
筑波大学生命環境系 特命教授 林 純一

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●賛助会員企業訪問記

大鵬薬品工業株式会社 研究本部（つくばエリア）
			 日清製粉株式会社 つくば穀物科学研究所
36●第２回 SAT サイエンス・カフェ開催「マイクロバブル・ナノバブルの応用」

37● SAT からのお知らせ

江崎玲於奈賞、つくば賞、つくば奨励賞授賞式、記念講演会（2015 年 11 月 24 日）
			 SAT 行事案内
第 10 回 SAT つくばスタイル交流会（2015 年 11 月 28 日） 第 7 回 SAT 研究情報交換会（2015 年 10 月 9 日）
					
第 13 回賛助会員交流会（2015 年 11 月 9 日） テクノロジーショーケース 2016（2016 年 2 月 4 日）
39

●つくばサイエンス・アカデミー役員

40●つくばサイエンス・アカデミー賛助会員一覧／編集後記

Science Academy of Tsukuba
つくばサイエンス・アカデミー

C

発行:（一財）茨城県科学振興財団つくばサイエンス・アカデミー
事務局
http://www.science-academy.jp/■（一財）茨城県科学振興財団つくばサイエンス・アカデミー
つくば市竹園 2-20-3 つくば国際会議場内 〒305-0032
TEL:029-861-1206 FAX:029-861-1209 Email:academy@epochal.or.jp

発行日：2015年9月30日
発行人：江崎玲於奈
編集人：内山俊朗 金岡正樹
角田方衛 田中斎仁
岡田雅年 丸山清明

川添直輝
東口 達
渋尾 篤

五藤大輔
松崎邦男
伊ヶ崎文和