機器開発

電子機器開発

光

機器利用

計算科学

学術支援

分子科学研究所

技術課

Activity Report

2015

ISSN-0919-9233

分子科学研究所

技術課

Activity ReportC O N T E N TS

1

2015

巻頭言

2015年度ハイライト
2

機器開発技術班

4

電子機器開発技術班

5

光技術班

6

機器利用技術班

7
8

計算科学技術班

9

技術課活動報告

学術支援班

技術レポート
12

No.1

3Dプリンタで作るタンパク質模型 近藤 聖彦

14

No.2

長いディレイと短いパルスを両立する！
豊田

CPLDとARMマイコンを用いたTTLダブルパルサーの開発

朋範

16

No.3

軟Ｘ線吸収分光用励起光源の整備〜研究に寄り添った対応を〜 岡野 泰彬

18

No.4

業務の効率化を目指しサーバを統一化、データの一元管理へ

20

No.5

サーモグラフィーでスパコンの熱対策

22

No.6

分子研は大学共同利用機関です！スピントロニクス分野への応用

24

スタッフコラム

分子科学研究所

技術課について

松尾

牧田

誠二

純一
売市

幹大

分子科学研究所長

分子科学研究所（愛知県岡崎市）は、昭和 50 年に創設され、同時に、技術分野での研究支援を目的として技官を組織した技術課が発足しました。技術課は所長直属の技術者組織であり、各個人のもつ高い専門的技術により支援しています。技術課の役割は研究の動向により変化していくので、これからも幅広く柔軟に技術支援体制を構築していきます。

技術課
技術職員計 33 名（平成 28 年 5 月時点）
機器開発技術班
電子機器開発技術班
光技術班
機器利用技術班
計算科学技術班
学術支援班

巻頭言

富永 圭介
とみなが

けいすけ

[ 神戸大学大学院理学研究科・教授 ]私はどうも手作業が雑というか、不器用で、工作が苦手でかな部品が複雑に組み上げられていて、上部についたいくつあったが、だからと言ってそういったことが嫌いではなかっかのノブを回すと任意の向きにサンプルを向けることができた。そのためというわけではないが、研究の世界に入ってかた。このサンプルホルダーを使って極低温における結晶試料

らは、工作が必要なとき、自分一人で作業するというよりは、の発光の角度依存性を測定したものと思われる。熟練した技

よく金工室とか、装置開発のテクニシャンがいる部屋に行っ術を持った金工のテクニシャンがこの装置の設計と製作を担ては、いろいろとアドバイスをもらったり工作をお願いした

当したであろうことは容易に想像できた。おそらく、オネス

りしていた。思い出話になってしまうが、学生時代 4 回生での時代もこういった技術者と研究者が日夜議論を重ね、当時研究室に入ると、まず、金属工作やガラス細工、またはんだとしては最先端の冷却機を開発したのだろうと勝手に想像しごてを使った電気回路の作成など、研究室で必要になるテクていたわけである。

ニックの初歩を、それぞれ、その担当のテクニシャンの方か研究者にとって装置開発室は単に工作を依頼するところ以ら教わった。それまでそういった 手作業 をあまりやった

上の場所であるということは言うまでもない。装置開発室でことがなかったので、それはなかなか面白いもので、ガラスいろいろと話をしていると、「そんなこともできるのか」と細工など、少し思い通りでき始めると、ついついのめりこん

新しい発見があり、そこから「じゃ、こんなこともできないでしまい、人形などを作ろうとするのだが、そんな簡単にはものだろうか」と次のアイデが浮かんでくる。そこでまた次できなかった。今考えると、自分の研究生活のスタートの時の工作依頼に行くわけである。その繰り返しである。装置作期に、こういったモノづくりに接することができたのはたいりから研究の新しいアイデアが出てくる場合が多々ある。おへんよかったと思っている。その後、ポストドクとして米国

そらく、私と同じ感覚を持っている分子研の研究者、元研究に行ったが、そのときのボスは、電気回路など装置開発に非者は大勢いらっしゃるのではないかと思う。私のところに分常に精通していて、研究室のホワイトボードには複雑な電気子研から定期的にいくつかの刊行物を送ってもらっている。

回路の図面がよく書かれていた。私もマシンショップのテク

毎回、ありがたく拝見しているが、その中で『かなえ』を一番、ニシャンの方に教わりながら、単純な形をした光学機器など

目を通していると思う。想像力を膨らませて、何か自分の研は自分で作ったりもした。あのころが一番自分で工作をした究に使えるものがないか、そんな目で『かなえ』を読んでいる。

かもしれない。モノづくりをしながら次の研究のステップ、

私は以前から分子研の装置開発室の方が分子科学討論会なアイデアを考えるという研究スタイルで研究室が動いていた。

どにブースを出して他の研究機関の研究者と交わりを持った

以前分子研で助手をしていた松下道雄君（現東工大）がラらどうかと提案してきた。これは、もちろん装置開発室のア

イデン大学でポストドクとして働いているとき、90 年代終クティビティを外部に知ってもらうという広報活動的な意味わりだったと思うが、彼をライデンに尋ねたことがある。ラもあるが、研究者にとっても装置開発の専門家とインフォー

イデン大学といえば、ヘリウムの液化に最初に成功したカメ

マルな雰囲気で意見交換を行うことができれば、次のアイデ

ルリング・オネスがいたところでもある。松下君が、所属アを考えるうえで大きくプラスになることもある。今は大学しいていた研究室に保管してある、ライデン大学のマシンをはじめ研究機関に勤めている研究者は研究・教育以外に組ショップが製作した様々な手作りの装置を見せてくれた。い織の管理運営に大幅な時間と労力を割かなければいけない時

ろいろな歴史的な装置があり、さながら博物館といった感じ代になった。おそらく装置開発室も例外ではないかと思う。

であったのを覚えている。特に感銘を受けたのは、私の理解

そのなかで、研究者との 接点 を大切にしていただき、今と記憶が正しければの話だが、液体ヘリウムのクライオス

後も様々なアイデアをインスパイアしてほしいと思っている。

タットの中で使用するためのサンプルホルダーで、多くの細分子科学研究所技術課報告 2015

1

2015 年度ハイライト

機器開発
技術班

機器開発技術班では、機械設計、機械加工、リソグラフィ、デジタルエンジニアリングを基盤技術として、実験機器の製作依頼に対応しています。所内だけでなく全国の大学・研究担当施設：装置開発室

機関からの依頼にも応えており、分子科学研究を「ものづくり」により支援しています。

http://edcweb.ims.ac.jp/

2015 年度技術トピックス
2015 年度の所内製作依頼は 256 件で、過去 10 年ほ週間以上要する依頼件数が約 3 割でした。

ぼ同件数で推移しています。また所外研究者からの製作依所外からの依頼はそのほとんどが開発的要素を含む依頼は 23 件ありました。依頼内容については、所内製作依頼であり、23 件の内約8 割に当たる19 件がリソグラフィ

頼では２週間以内で完了する比較的単純な部品製作が約 7によるデバイス製作の依頼となっています。

割、設計および試作などの開発要素を伴い、完成までに 2
以前製作した回転と上下運動を同時に与えてサイン波の軌跡を描画させる回転セルを改造。窒素パー
ジボックス内でサイン軌跡により基板上に試料をスポット塗布するための装置を製作。
（水谷）

グレースケール露光による 3 次元形状レジストパターンを試作。写真は、
半径 20 μ m の半円断面の十字パターン。これに PDMS で型を取り 2 つ組
み合わせることで、円形断面のマイクロ流路とする。（高田）

回転セル用試料スポット装置

グレースケール露光による3 次元形状製作

超音波振動を付加したナノインプリン
ト加工用モールドの固定方法について
産業技術研究所と共同で開発。加振時に発熱が少なく、かつ着脱可能な構造を設計し、当施設の超音波加工装置を使って検証を行っています。
（矢野）

超音波加工装置の工具固定方法の検討

20m

有機結晶を成長させるための白金電極パターン。微細な分子研ロゴマーク
や IMS の文字はイラストレータから
CAD データに変換。マスクレス露光装置により高分解能露光を行い数 umの滑らかなパターンを製作。（中野）ナノワイヤー成長用基板

有機単結晶に歪を与え、発光特性の実験を行うための装置。サンプルプレート両端に曲げモーメントを与える機構となっています。また曲げ負荷によりプレート
中央部が移動しない構造のため、レーザー
光の照射位置が一定になります。（近藤）新規有機物の電気特性を調べるための電極パターン。基板は、□ 15mmの SrTiO3（ ｔ 0.5mm） に 絶 縁 膜
Al 2 O 3 (t30nm) を ALD 成膜。パターンは窒化ニオブと金を用い、最少幅は10μm、最少ギャップは1μm。
（高田）

結晶歪印加曲げ装置

FET 用金属パターニング

3 次元光学プロファイラーによる形状測定依頼に対応。深さ 10 nm 程度のレーザー加工痕の評価、フィルム面の微細突起などを測定しました。他にもレーザプ
ローブ式３次元測定機や AFM によるサ
ブミクロンの形状測定にも対応していま（青山他）
12nm す。

形状測定依頼既存真空チャンバーへのポート増設改造や水冷ジャケットの製作を行った。これらは狭いスペースへのリークの無い溶接やロウ付け勘所など経験と技能が要求される。技術伝承を行い、今後もこのような要求にもしっかりサポートできる体制を整えていく。（水谷）真空チャンバー改造

製作例の詳しい内容については、装置開発室 HP http://edcweb.ims.ac.jp/publication.html（Annual Report 2015 年度号）をご覧ください。
製作についてのお問い合わせ、機器開発技術班（装置開発室）の活動についてのご意見コメント、は souchi ＠ ims.ac.jp までお寄せください。

2

分子科学研究所技術課報告 2015

スタッフ Information
青山 正樹

AOYAMA, Masaki

水谷 伸雄

MIZUTANI, Nobuo

矢野 隆行

YANO, Takayuki

近藤 聖彦

KONDO, Takuhiko

高田 紀子

TAKADA, Noriko

中野 路子

NAKANO, Michiko

杉戸

正治* SUGITO, Shouji

田中

隆 * TANAKA, Takashi* 技術支援員

技術開発
装置開発室では、製作依頼に対し常に新しい技術で対応できるよう、また研究現場での新しい需要への対応を意識しながら、以下の技術に取り組んでいます。

その他活動報告−一般公開−
平成 27 年 10 月 17 日に分子科学研究所
一般公開が開催され、装置開発室からは「作ろう♪オリジナルプレー
ト！〜基板加工＆ガラスエッチング体験〜」と題して、回路基板加工

レーザーアブレーションによる微細加工
機械加工では製作が難しい形状および材質に対応する
ため、分光実験用ピコ秒レーザーを使った加工を機器セン

機やガラスエッチング技術を使ったプレートづくり体験を行いました。

−セミナー企画開催−【微細加工に関する技術サロン会】
平成 27 年 11 月 24、25 日 分子研研究棟 201 号室ターと共同で行っている。今年はアブレーション条件の基【ANSYS 利用者セミナー】

礎的な検討およびスペイシャルフィルタ―の設置を行い、

平成 28 年 3 月 23 日、24 日 分子研 UVSOR 棟 3 階

ビームプロファイルの改善を試みました。
その結果、石英ガラスや金属・樹脂材料への微細で熱影響の少ない高品質な加工が可能となりました。

−技術発表−（1）青山正樹、「新しい装置開発室技術の取り組みについて」（口頭発表）第 10 回自然科学研究機構技術研究会、2015 年 6 月
18- 19 日（2）銘苅春隆、矢野隆行、「Evaluation of mold ﬁxing methods

デジタルエンジニアリング
装置開発室の新たな支援サービスの柱の一つとして、分子模型を 3D プリンタで造形するためのモデルデータの作

in ultrasonic nanoimprint lithography aimed at low energyloss」( ポスター発表 )、第 28 回マイクロプロセス・ナノテクノロ
ジー国際会議、2015 年 11 月 11 - 13 日
（3）高田紀子「マスクレス露光装置によるグレースケール露光の検討」( 口頭発表 )、第 4 回微細加工に関する技術サロン会 2015

成や造形テクニックを他部署と協力して進めています。ま年 11 月 24 - 25 日

た構造解析や伝熱・磁場解析などの CAE 技術の適用によ（4）中野路子「白金のエッチング条件の検討」( 口頭発表 )、第 4

る、機器設計作業の効率化や最適化を推進しており設計業
務に取り入れつつあります。さらに研究発表などに使用される実験装置の 3D モデルイメージや CG 製作などの需要

回微細加工に関する技術サロン会 2015 年 11 月 24- 25 日
（5）高田紀子「スパッタ成膜による窒化ニオブ超伝導薄膜の製作
条件の検討について」(口頭発表 )、ナノテクノロジープラットフォー
ム技術支援者交流プログラム報告会 2016 年 3 月 3 日（6）上田正、矢野隆行、青山正樹、中野路子「分光実験用超短パもあり、装置開発室の重要な将来技術として積極的に展開

ルスレーザーによる微細加工への取り組み」（ポスター発表）平成

していく予定です。

27 年度 KEK 技術研究会 2016 年 3 月 17 - 18 日

新規装置の紹介
小型２源RF スパッタ装置を導入しました。ター

RF 電源

300 W

ターゲットサイズ

φ 3 インチ× 2 基

基板ステージサイズ

φ 120 mm

基板加熱温度

600℃ max

膜が可能です。現在は金、チタン、ニオブの成膜厚分布

φ 45 mm 内で± 10 % 程度

膜が可能となっています。今後は、所内外で需スパッタリング方式

マグネトロン

ゲットは３インチを２基使用でき、積層膜の成要の多い窒化ニオブなどの超伝導薄膜や ITO な

ご利用についてのお問い合わせ・ご相談は、

どの透明電極の成膜に取り組む予定です。

souchi@ims.ac.jp（担当：高田、中野）まで。

分子科学研究所技術課報告 2015

3

2015 年度ハイライト
スタッフ Information

電子機器
開発技術班

吉田 久史

YOSHIDA, Hisashi

豊田 朋範

TOYODA, Tomonori

担当施設：装置開発室
http://edcweb.ims.ac.jp/

電子機器開発技術班の紹介
電子機器開発技術班は、分子科学研究所の研究施設・装置開発室にあって、所内外の分子科学分野の先駆的な研究に必要な実験装置の開発を行っています。
私達は、基盤技術の育成および先端的な新しい回路技術の導入の両面から技術向上に努めています。近年では、
HDL 言語によるカスタム・ロジック IC 設計技術、機器組み込みマイコン応用技術、シミュレータを用いた回路設計技術に重点を置いた取り組みを行っています。

に減少しました。さらに、切削深さ方向の位置制御が可能

2015 年度技術トピックスになったことで、今まで加工できなかったアルミケース・

昨年 3 月、プリント基板加工機の更新を行いました。こ

パネルの穴加工に応用する試みも始めています。10 月に開れは 1986 年に初めて導入した LPKF101 から数えて 3 世

催された一般公開では、本機を使って オリジナルネーム

代目になります。CADによる回路設計とCAMを用いたミー

プレート作り の体験イベントを開催しました。

リング加工方式のプリント基板の製作手法は、当時にあっ2016年2月にはAltium Designer のバージョンアップ

ては他に類を見ない先端的なツールでしたが、現在ではプを行い、CAD/CAM/ シミュレータの回路開発環境を最新

リント基板を試作する際の汎用的なものとなりました。私のものへと整備することができました。

達のところでも、研究室からの多様な工作依頼に迅速に対応するための欠かせないツールとなっています。特に、最近の LSI や IC は表面実装パッケージで提供されることが多く、プリント配線による精細な回路基板の製作が求められています。
新しい加工機はツールの自動交換機能や高速回転スピン
ドルの採用により、加工精度の向上に加え加工時間が大幅
その他活動報告−発表報告−（1）豊田朋範 「ARM マイコンを用いた簡易 LCR メータの開発」− 2015 年度施設利用−

平成 27 年度山形大学機器・分析技術研究会 2015 年 9 月 10 日〜 11 日

施設利用課題名：「光イオン・光電子断層画像観測装置の開発」（2）豊田朋範 「ARM マイコンを用いたシンプルな TTL レベルパルス

申請機関名：東京工業大学

ジェネレータの開発」平成 27 年度実験・実習技術研究会 in 西京−講演会・セミナー−（3）豊田朋範 「CPLD と ARM マイコンを用いた TTL ダブルパルサーの2016 年 3 月 3 日〜 4 日
回路工作に関する講習会参加者：4 名
実施日：2015 年 6 月 3 日、6 月 5 日

4分子科学研究所技術課報告 2015

開発」平成 27 年度高エネルギー加速器研究機構技術研究会
2016 年 3 月 17 日〜 18 日

2015 年度ハイライト

光技術班
担当施設：
極端紫外光研究施設（UVSOR）
http://www.uvsor.ims.ac.jp/

分子制御レーザー開発研究センター
http://groups.ims.ac.jp/organization/LC/

スタッフ Information
中村 永研 NAKAMURA, Eiken
蓮本 正美 HASUMOTO, Masami
山崎潤一郎 YAMAZAKI, Jun-ichiro
酒井 雅弘 SAKAI, Masahiro
林
憲志 HAYASHI, Kenji
近藤 直範 KONDO, Naonori
手島 史綱 TESHIMA, Fumitsuna
岡野 泰彬 OKANO, Yasuaki
堀米 俊夫 * HORIGOME, Toshio
禿子 徹成** TOKUSHI, Tetsuzyou
林
健一 ** HAYASHI, Kenichi
水口 あき ** MINAGUCHI, Aki
稲垣 裕一 ** INAGAKI, Yuichi* 特任専門職員 ** 技術支援員

光技術班の紹介2015 年度技術トピックス

光技術班は、極端紫外光研究施設 (UVSOR) と分子制御≪冷却型マニュピュレーターの開発≫

レーザー開発研究センターに所属する技術職員 8 名と特任

角度分解光電子分光測定に使用される、「液体ヘリュウ

専門員１及び技術支援員３名によって構成されています。

ム冷却型超高真空６軸マニュプレーター」の開発を行い本

２０１６年度には１名の技術スタッフが増える予定です。

年度完成しました。これまでの６軸マニュピュレーターで

UVSOR では、シンクロトロン光の発生装置である電子は低温側で１２K 前後の冷却であったが、５K まで冷却で加速器の運転・維持・保守管理とシンクロトロン光共同利

きるようになりました。また、１２０度のサンプル面内回用支援業務をしています。また、光源の開発研究の技術支転と面内チルトにおいても５度からマイナス４５度の動作

援並び分光器や測定系の開発・研究の技術支援も行っていができる装置となりました。この開発は、長年における実ます。

験装置への改良を積み重ねた技術の集積から生まれたもの

分子制御レーザー開発研究センターでは、センター所有であり、昨年度まの共通機器管理やセンターに関わる業務全般を担当しなで班長として活躍

がら、光分子科学研究領域及び所内研究グループへのレーされていた堀米利ザー関連の技術支援をしています。また、凝縮系における夫特任専門員が教

コヒーレント制御を目指した計測システムをはじめ各種

職員とともに共同

開発と研究に従事しています。

開発されました。

昨年度の提言から≪赤外ビームラインの放射光安定化≫――柔軟性をわすれない――

技術職員が研究所に寄与できる支援形態や求められる
人材は時代とともに変化してゆきます。研究現場に技術を

UVSOR の赤外ビームラインである BL6B は赤外放射光を利用できる実験ステーションです。

提供しやすい支援組織と技術職員の能力が十分発揮でき

しかしながら、熱負荷等により光軸が時間とともに変動る組織へ向かって、光技術班員の各々が意識し始めまししてしまう課題を抱えていました。これまでは、光学素子た。常に柔軟性を持ち続けて、『技術』の追求と継承を念の冷却を重視した手法で対応してきました。本年度は、光頭に、各業務に対して個々の仕事だけと受け止めず光技術

学素子からの光位置を観測して、光学素子の姿勢フィード

班一丸となり対応します。

バックを行うことで光軸の時間変動を抑える方法に着手しました。この開発は、これまでの一方向の考え方から、見その他活動報告方を変えた発想を実施することで成功した例です。開発を−セミナー企画開催−

担当したのは手島史綱技術職員です。共同利用者の声に耳ANSYS 入門セミナー ( 装置開発室と合同 )をかたむけ、計算科学技術班で培った技術からの発想も応−参加研究会−
加速器学会、放射光学会、技術研究会、UVSOR シンポジュウム、分子研研究会

用し生かしたものです。この光学素子のフィードバックは、他のビームラインへの応用にも十分適用できる技術開発であり、今後に期待される手法です。

分子科学研究所技術課報告 2015

5

2015 年度ハイライト

機器利用
技術班

スタッフ Information
高山 敬史

TAKAYAMA, Takashi

水川 哲徳

MIZUKAWA, Tetsunori

岡野 芳則

OKANO, Yoshinori

上田

UEDA, Tadashi

正

牧田 誠二

MAKITA, Seiji

藤原 基靖

FUJIWARA, Motoyasu

長尾 春代 *NAGAO, Haruyo

伊木 志成子 *IKI, Shinako* 技術支援員

担当施設：機器センター
http://ic.ims.ac.jp/

機器利用技術班の紹介※最新情報は http://ic.ims.ac.jp/ をご覧ください。

機器利用技術班の技術職員は機器センターに配属され、センターの所有する装置の維持管理、利用者の受入・測定

また、2007 年度よりスタートしたプロジェクト「大学支援等の業務を行っています。機器利用技術班は平成 25

連携研究設備ネットワーク」の全国事務局としての業務も

年度に低温技術班と合併されて、現在の機器利用技術班と行っています。このプロジェクトは全国の大学の所有するなりました。また、機器センターとは分子スケールナノサ

各種汎用測定設備を相互に利用することで設備の有効活用

イエンスセンターと分子制御レーザー開発研究センターを目指すものでコンピューターネットワークを利用した設の汎用機器が統合されて平成 19 年 4 月に発足した研究施

備の予約システムを構築しています。

設で、所全体において共通で利用する NMR や ESR 等の汎

さらに、機器センターでは、明大寺地区および山手地用測定装置を有しています。更には、新たに低温冷媒の供区において液体窒素・液体ヘリウムの供給を行っていま

給施設も加わり、充実した研究支援体制を構築することがす。両地区の寒剤供給体制は統合的に確立されており、非出来ました。これらの設備、所内はもとより、所外からも常に使いやすいものとなっているのが特徴です。明大寺地「施設利用」「協力研究」の形で利用されています。装置に区においては、平成 26 年度の寒剤供給量は、液体ヘリウ

よっては元素分析等の様に、所内限定ですが依頼測定を受

ム 42,553 ℓ、液体窒素 21,122 ℓ、山手地区においては、

け付けている装置もあります。

液体ヘリウム 13,668 ℓ、液体窒素 26,989 ℓをそれぞ

機器センターの所有する設備は (1) 化学分析、(2) 磁気・れ供給しています。両地区ともに、寒剤の供給システムは物性、( 3) 分子分光、(4 ) 寒剤供給、に大別出来、それぞ

完全に自動化されており、初心者でも簡単操作で取り扱う

れ以下の様な設備を備えています。

事が出来るのが特徴となっています。

（１）化学分析2015 年度トピックス

NMR（400,600,800,920MHz）、質量分析計（MALDI - TOF-MS）、有機微量元素分析装置、

機器センターが所有する、共同利用装置である分光実験

蛍光 X 線分析装置、熱分析装置

用ピコ秒レーザーを微細加工に応用できないかどうか、装（２）磁気・物性 ESR、SQUID、単結晶 X 線回折装置、置開発室と共同で加工機の開発に取り組んでいます。

粉末 X 線回折装置、15T 超伝導磁石付希釈冷凍機

開発の途中ではありますが、現状では、理論計算値に迫（３）分子分光 ナノ秒およびピコ秒パルス光波長可変レーる微細加工を実現しています。また、透明材料や機械加工

ザー、高感度蛍光分光光度計、顕微ラマン分光装置、円二色では困難な PDMS（シリコーンゴム）の加工も可能となっ性分散計、可視紫外分光光度計、赤外分光計、各種小型機器ています。

（４）寒剤供給 液体ヘリウム供給装置、液体窒素供給装置
その他活動報告−技術発表−
上田正「分光実験用超短パルスレーザーによる微細加工への取り組み」平成 27 年度 高エネルギー加速器研究機構 技術研究会

2016 年 3 月 17 日〜 18 日

6分子科学研究所技術課報告 2015

2015 年度ハイライト

計算科学
技術班

スタッフ Information（前列左から）澤

昌孝

SAWA, Masataka

岩橋 建輔

IWAHASHI, Kensuke

内藤 茂樹

NAITO, Shigeki

松尾 純一

MATSUO, Junichi

長屋 貴量

NAGAYA, Takakazu

水谷 文保

MIZUTANI, Fumiyasu

担当施設：計算科学研究センター
https://ccportal.ims.ac.jp/

機器利用技術班とは分子科学研究所ネットワーク業務

計算科学技術班は、計算科学研究を支える HPC(High

分子科学研究所職員の情報通信に関する相談や調査のPerformance Computer) や 研 究 活 動 に 不 可 欠 な窓口となり、情報通信サービスの運営管理を始めとして、ICT(Information and Communication Technology) 機

TV 会議やビデオ配信の様な応用技術への積極的な取り組器の運営およびソフトウェア開発を始めとして、システム

みなど、コンピュータと情報通信に関わる幅広い技術支援の立案、調査、分析、研究に携わる情報工学系技術集団でを行っています。また共同利用研として重要なサービスであり、現在 6 名の班員によって構成されています。主な業

ある共同利用申請を Web で行うためのソフトウェア開発

務を以下に示します。詳細は各コラム等をご覧ください。

や、技術課の活動として技術職員の研鑽の場でもある技術
研究会報告集のデータベース開発、所内情報提供サービスへの支援なども行っています。

計算科学研究センター業務
岡崎共通研究施設である本センターでは、分子科学にとど
まらず、生理学、基礎生物学にも開かれた計算科学研究の共2015 年度トピックス

同利用に供している HPC の管理・運用を主軸として、ハー10 月 17 日（土）に一般公開を開催しました。計算科

ドウェア環境およびオペレーションシステム、ミドルウェア

学研究センターでも、スーパーコンピュータを運用してい等のソフトウェア環境における技術調査、アプリケーション

るマシンルームを公開し、2000 名を超える見学者を迎えのプログラミング、チューニング、ライブラリ、可視化、通ることができました。節電対策のカーテン内外での温度差

信ツール等のソフトウェア開発や支援を行っています。

を体感して頂き、スパコンモニタによる利用状況確認、またサーモグラフィーのデモや 3D CG から最新の研究発

岡崎情報ネットワーク管理室業務

表展示などを行いました。

自然科学研究機構岡崎キャンパス全体の情報ネット
ワークインフラの運用管理を行っている当室において、
SINET や民間プロバイダ等の外部ネットワークとの接続、Firewall を始めとしたセキュリティ管理や対策、情報通信サービスなどの整備およびコンテンツ提供環境の運用、
ネットワーク網管理に関わるソフトウェア開発などを行っています。

その他活動報告−技術発表−
2016 年 3 月に開催された高エネルギー加速器研究機構技術研究会で以下の発表をしました。
岩橋建輔

分子科学研究所一般公開におけるタッチラリーイベントの課題について澤昌孝

標的型攻撃対策システムの評価・導入・運用

松尾純一

計算科学研究センターにおける空調消費電力削減対策結果

長屋貴量

3D プリンターを用いたタンパク質分子模型の造形

分子科学研究所技術課報告 2015

7

2015 年度ハイライト

学術支援班
スタッフ Information
内山 功一

UCHIYAMA, Koichi

賣市 幹大

URUICHI, Mikio

原田 美幸

HARADA, Miyuki

担当施設：研究所全般、広報室、研究室

学術支援班は 3 名の技術職員が日々研究所をソフト面よりサポートしています。

研究所共通業務
学術支援班では、2014 年 7 月より所内の特定部署に属さない共通業務に従事するための人員が配置されました。これ

広報室

まで共通業務は、技術課長がその都度技術課職員から人員を広く一般の方々に分子研の研究活動や役割を分かり易割いて行ってきましたが、専任職員を配置することにより所く伝えることの重要性が益々増加しています。このような内のさまざまな要望に迅速に対応できるようになりました。

広報活動を進める組織として、分子研には広報室が設置さ業務内容は、研究所の職員が利用する大判プリンターなどれており、技術職員が 1 名配置されています。主な業務内の共用機器や備品の管理、研究所主催イベントへの人員配備

容は以下のとおりです。

などの支援、建物の改修工事やインフラ整備などにおける現情報発信：プレスリリース、分子研ホームページ運営、場監理などを行っています。これらの業務を通して、研究所の職員が快適に仕事できるよう環境整備を行っています。

展示会出展等
各種作成：出版物、ポスター・ホームページ等

研究室

その他：見学対応、写真撮影等

学術支援班では様々なテーマで各大学との共同研究・2015 年度は 3 年に一度開催される一般公開の年でした。

協力研究を行い、大学共同利用機関として分子研の果たご当地キャラのオカザえもんを起用、ポスターに大きく掲

すべき役割を担っております。分子研・研究室では赤外載しました。また、岡崎市教育委員会のご協力を頂き、岡およびラマン分光装置、Ｘ線結晶構造解析、磁性測定など、

崎市内の小中学校にチラシを配布することが出来、過去最一つの大学や研究室ではすべてを負担するのが困難な機高の来場者数を記録しました。広報的には大成功でしたが、器を相互に補完して利用に供することで多くの研究者達

想像以上の来場者に対応が遅れ、多くのお客様にご迷惑をの物性解明につながる研究をサポートしております。さら

お掛けいしてしまったことは大きな反省でした。

に平成２４年度よりナノテクノロジープラットフォーム事業が始まり、上で挙げた装置以外も支援要素として機器セ

ぼくも
〜
いくよ
遊びに

ンターから移行しております。機器センターとナノプラッ
トの有機的な運用により、分野領域を超えて若い研究者達がそれまで触れたことのない測定機器や分析法に対する知見を広げる役も果たしております。それによって得られ開催日：
会

た成果は国内外での学会で発表されております。

場：愛知県岡崎市
崎市（東岡崎駅より徒歩約10
（東岡崎駅
徒歩
徒歩約
分）
岡崎市スーパーサイエンススクール推進事業連携企画

小・中学生のみなさまへ
岡崎市内の小・中学生は、受付でわくわくカード
または生徒手帳を提示してください。
記念品をプレゼントします！

大型施設や研究室を大開放！イベントいっぱい！是非遊びに来てください！
詳しくはＨＰをご覧ください！

8

分子科学研究所技術課報告 2015

その他活動報告−技術発表−
内山 功一「電子回路工作から研究所共通業務へ」
第 10 回自然科学研究機構技術研究会

2016 年 6 月 18 〜 19 日

平成27年度の技術課について
技術課長

鈴井

光一

平成 27 年度の技術課に配置された 7 つの技術班の業務実施の状況や成果等を報告しています。以下では各技術班や研究施設ごとの技術的なレポートではなく、分子科学研究所の技術課として実施した主な活動を報告します。また、研究所の共通的な運営業務も技術職員が協力しながら担っており、その部分についても併せて紹介します。

各種技術研究会への参加

究機構内で技術職員による研究会として法人化以降に実施

大学や研究機関の技術職員が主体となって企画し開催している「機構技術研究会」があります。そこでは各技術する技術研究会・研修会は近年多くの大学および研究機

職員が取り組んでいる技術業務の紹介が主テーマでしたの

関で開催され、その内容は専門分野の学会とは違い、研で、研究会では新たな部署への異動や新たな業務を担う事

究・教育支援の中での技術開発やその現場での技術諸課題になった 4 名の職員からの報告と、かつて分子研の技術職に対する解決策など、広い分野に渡って技術職員が活動し員から岩手大学へ転出した職員による発表を企画しました。

ている事が話し合われています。研究所創設の頃から実施

それぞれ技術的業務の側面よりも新たな環境に移り変わっされている「技術研究会」は現在、大学と研究機関が持ちたことで受けた刺激など内面的な部分について報告しても回りで開催となっており、平成 27 年度は高エネルギー加らいました。

速器研究機構主催で開催されました。その他に自然科学研
開催日

研究会

参加状況

講演タイトルH 27 年 6 月 18 日〜 19 日
機構技術研究会（岡崎コンファレンスセンター）

口頭発表 4 件
1 . 職場移動…覚悟と決意をもってでたものの
2 . 新たな技術分野で！
3 . 電子回路工作から研究所共通業務へ
4 . 新しい装置開発技術への取り組みについて
5 . 研究所における技術職員経験が大学での業務に与えるもの

H 28 年 3 月 4 日〜 5 日
高エネルギー加速器研究機構
技術研究会（KEK）

口頭発表 4 件
1 . CPLD と ARM マイコンを用いた TTL ダブルパルサーの開発
2 . 標的型攻撃対策システムの評価・導入・運用
3 . 分子科学研究所一般公開におけるタッチラリーイベントの課題について
4 . 計算科学研究センターにおける空調消費電力削減対策結果
ポスター発表 2 件
1 . 分光実験用超短パルスレーザーによる微細加工への取り組み
2 . 3 D プリンターを用いたタンパク質分子模型の造形

口頭発表 1 件
H 27 年 9 月 10 日〜 11 日
機器 ･ 分析技術研究会（山形大学） 1 . ARM マイコンを用いた簡易 LCR メーターの開発
口頭発表 1 件
H 28 年 3 月 3 日〜 4 日
実験 ･ 実習技術研究会（山口大学） 1 . ARM マイコンを用いたシンプルな TTL レベルパルスジェネレータの開発

技術課セミナーて技術課内のプロジェクトと位置づけ技術職員５名で活動

技術職員研修の一環で実施している「技術課セミナー」

しています。技術課セミナーではこの分野で活躍しているは３Ｄプリンターを用いた造型技術をテーマとしました。

方を講師として、所外から３名、所内から１名招き、講演

近年、３Ｄプリンター技術の発展はめまぐるしく様々な分をお願いしました。また、セミナーには所外からの受講も野で応用され今後もさらに進化し続ける技術です。これら

受け入れ、多くの方に新技術に触れて頂きました。

を分子研の技術支援の１つとして利用することを目的とし分子科学研究所技術課報告 20159

近年、この受入研修者を積極的に募集していないので次技術課セミナー「３Ｄプリンタ造型技術の基礎と応用」
開催日：平成 28 年 3 月 30 日（水）年度は広く声かけしていく予定です。

「次世代ツール『３Ｄプリンター』の魅力を引き出すために」株式会社スタジオミダス 中村昇太 氏

その他の研修「科学・医学と３Ｄプリンター」
山形大学 川上 勝

平成 27 年度の技術課の職員は研修として、前述した研准教授「３Ｄプリンターの今後の可能性」
株式会社デザインココ究会等以外に「東海・北陸地区国立大学法人等技術職員合千賀淳哉「私が欲しいタンパク質分子模型」
分子科学研究所 古賀信康

氏同研修」にも参加しています。また、奨励研究（科研費）の採択、所長奨励研究費（所内制度）による研究活動で必准教授要とされる専門技術について、他機関や民間が開催する講
習会等へ参加し、技術の研鑽に努めています。詳しくは本誌の技術レポート等を参照して下さい。

共通支援業務中学生の職場体験学習
職場体験学習は文部科学省でも学校教育の活動として推奨しており、分子研も体験先の事業所として協力しています。岡崎市を中心とした多くの中学校から毎年受入希望が寄せられ、研究所での体験学習を技術職員が対応することにしています。平成 27 年度の状況を下記表に示します。

技術職員研修等

労働安全衛生

受入研修

法人化以降には研究所の安全衛生に関して実務を行う

全国の大学や研究機関の技術職員を受け入れ、技術課のための安全衛生管理室が設置されています。そこには専任

職員と互いの技術向上および交流を目的として、平成 27の教員と事務支援員が配置されていますが技術職員は所属

年度は 3 件の受入研修を実施しました。受入研修についてしていません。しかし、安全衛生管理業務の実際の執行には全国の大学・高専・大学共同利用機関の技術職員に向けは化学物質、放射線、高圧ガス、電気、機械といった数名て、それぞれの専門技術について実施しています。この研の専門の技術職員が安全衛生管理室の兼任メンバーとして修は受入側の分子研技術課職員に対しても研修となるよう、実務を行っています。

相互の課題解決型の企画に重点を置いています。
所

研究環境の整備

属

氏

名

内

容

岩手大学

千葉

寿

機構技術研究会口頭発表及び電子回路技術研修の管理・運用に関係した技術的支援を担う役割の他に、事

大阪大学

田中高紀

技術職員の研修企画の手法について

務方との協力体制で研究所の業務を行う事が多くあります。

国立天文台

岡田則夫

超精密加工技術研修

平成 27 年度も研究室・実験室の研究環境整備や、インフ

表
日

程

受入学校

技術課は分子科学研究に関する直接的支援や、研究施設

平成 27 年度職場体験受入状況
担当部門 / 施設内容

6 / 9 〜 6 / 10

岡崎市立翔南中学校

UVSOR
機器センター

光を作る、鏡を作る。
極低温実験ほか。

8 / 26 〜 8 / 27

岡崎市立竜海中学校

計算センター
機器センター

コンピュータネットワークを敷いてみよう。
極低温実験ほか。

10 / 7 〜 10 / 8

岡崎市立東海中学校

装置開発室（機器開発）
計算センター

実験機器製作物の測定および観察。
コンピュータネットワークを敷いてみよう。

11 / 11 〜 11/12

岡崎市立竜南中学校

装置開発室（電子回路）
UVSOR

簡易デジタル・アンプの製作と動作試験。
光を作る、鏡を作る。

10

分子科学研究所技術課報告 2015

ラの老朽化改善のための多くの改修工事が生じました。こ

さらに技術分野ごとに新たな研究会が立ち上がるなど、参の様な整備事業には施設建築の事務部署が大きく関係しま

加する技術職員や機関を見ても全国的な広がりとなっていすが、技術課も研究所マネジメント業務の 1 つとして深くます。この技術研究会を振り返って見ると、研究会で取り関わり取り組んでいます。

上げられる内容や開催規模・形式など、創設当時の姿から

平成 27 年度は第 2 期の中期目標・中期計画の最終年度

見るとずいぶん変化しています。これはその時代の要請にのため積み残し分を含め施設整備の区切りを付ける計画で応え十分機能し発展しているからだと思います。一方、創進めてきました。ただ、分子研は創設から 40 年を経てか設当時の技術者への思いや考え方を基盤とした研究会も変なり老朽化が進んでいる部分が多く、引き続き改修整備をわらずどこかで受け継がれている様な場があっても良いの

順次行っています。また、岡崎キャンパスでは手つかずのではと常々考えていました。そのような状況の中で、持ち最も古い付属施設棟群の改修計画について教員や事務職員

回り開催として次に分子研で開催する当番となるのは平成と緊密な連携をとりながら概算要求を進めています。

29 年度となっています。
平成 27 年 9 月に、山形大で技術研究会の今後について

その他技術課に関すること話し合う協議会に出席し、2 年後の分子研開催時には研究技術課は 40 年前に全国に先駆けて教室系技術職員（当会の内容を大幅に見直しすると表明しました。この「技術時は技官）が組織化され、今日に続いている部署です。そ研究会」は他機関の多くの技術職員の方々には、技術成果の頃から研究を支える技術者の技術向上や他機関の技術者の発表と交流の場として毎年期待されているようで、そのとの技術交流を目的に「技術研究会」を開催してきまし見直し発言に際して戸惑いが広がったことと思います。した。本稿の「１．各種技術研究会への参加」で紹介していかし、今までの流れを大きく変える方向へと舵を切ったわる、全国規模の「技術研究会」です。この研究会は分子研

けですから、次年度は技術研究会の内容刷新に向けて具体で開催した当時から、所外を含め技術的諸問題の解決や成案を練る事になります。この新企画が期待外れにならない果を話し合う研究会として、技術課が取り組む大きな位置よう努めていきたいと思います。

づけのものでした。研究会はその後長い年月を経て、現在のように大学や研究機関が持ち回りで開催する形式となり、技術課親睦会
技術課には親睦会があり、任意参加ですが現状は技術職員全員が会員となっています。全体から選出の会長と、各班から選出の幹事が運営にあたります。本年度は林が会長を務めました。親睦会では、慶弔に際して祝い金等を贈与するほか、忘年会や歓送別会その他のイベントを催すことを通じて、会員相互の親睦を図るとともに福利厚生に資することを目的としています。本年度は、親睦会史上初の会員同士の結婚という、大変おめでたいこともありました。この慶弔や忘年会等の基本業務（？）のほかに、前任者の岡野泰彬氏の提唱で始められた通称「夜セミナー」
を行っています。毎回個別の技術または業務に関わりのあるテーマについて会員の中で演者を依頼し、お酒もたしな
みながらざっくばらんな話に花を咲かせるという斬新なもので（写真）、これを引きついで軌道に乗せることは会長を引き受ける際の公約に掲げました。本年度も３回開催と実績を積み重ねることができたのはよかったと思っています。なお、本年度のテーマは、「業務紹介を中心に……」（機器センター）、「３D プリンタで作るタンパク質模型」、「共
通業務四方山話」でした。他に、長い間行われていないスポーツ系のイベント（ボウリング大会など）を企画することを目論んでいましたが、これは林の力不足により果たせませんでした。本年度の幹事さん達のご協力に感謝するとともに、来年度以降の幹事さんのご活躍を期待したいと思います。
（平成 27 年度親睦会長

林 憲志）

分子科学研究所技術課報告 201511

技術レポート

No.1
機器開発技術班

3D プリンタで作るタンパク質模型
生クリームを絞り出してケーキを立体に作るように、ノズルから射出される糸状の柔らかい樹脂を積み重ねて造形する方式の 3D プリンタを使用し、タンパク質の 3D 造形に挑戦しています。このような樹脂の模型があると、研究に寄与するだけでなく、中学生の職場体験、一般公開な
どでタンパク質の説明を行うときに、手にとってその構造を確認することができる
ため、理解の一助になることが期待されます。

近藤聖彦

機器利用技術術一係

キーワード
熱溶解積層方式、タンパク質、3D 造形

作製プロセスタンパク質データ（原子座標データ：PDB）を 3 D

STL データのエラー診断（重複、厚み不足、不連続

プリンタで使用できるデータ（三角形の集合体で表など）と修復を自動でおこなう。

現される表面データ：STL）に変換する。

STEP1

STEP 2

使用ソフト：

使用ソフト：「Chimera」「netfabb」

3D プリンタにデータを転送し、0.2mm の積層ピッ修正したデータを 3D プリンタで出力するための造チで、樹脂を積み上げて造形をおこなう。造形時間は

形条件（サポート形状、充填率、拡大縮小）などを

造形面積もさるこ

決める。

と な が ら、 積 層 方
向の高低の方がよ

STEP 3

り重要な要因とな
使用ソフト：る。

「Cura」

STEP4

造形物と同時に造形したサポートを除去し、除去後の表面の凹凸をヤスリなSTEP5どで仕上げて完成。
着色が必要なときは塗料を使用する。

12

分子科学研究所技術課報告 2015

3D プリンタの紹介

L-DEVO

M2030

タンパク質
造形ギャラリー特徴
・少ないサポートでも造形可能
・限定されないフィラメントの種類
・印刷中に造形条件の変更可能

f 168 のリボンモデル

仕様
本体サイズ

W 360 mm × D 360 mm × H 540 mm

本体重量

18 kg

ノズル直径

0 . 4 mm

ノズル数

1

フィラメント直径

1 . 75 mm

積層ピッチ

0 . 05 - 0 . 3 mm（選択）

最大造形寸法

W 200 mm × D 200 mm × H 300 mm

最大プリント速度

100 mm/s

ATP-ase の surface モデル

熱溶解積層方式
線状に溶けた柔らかい状態の樹脂をノズルから射出しながら積み重ねて造形する方式

lfr11 のリボンモデル

3D 造形に王道なし！
近年、所内外でのタンパク質模型の造形需要は高まっている。タンパ
ク質といっても色々な形状があり、それぞれに応じた３D データの作成が重要となる。さらに、造形を成功させるには、造形物を支持するサポー

1 e 79 の surface モデル

ト形状の工夫、最適な造形プリント速度の選択など、様々なノウハウが必要となる。一般に、3D プリンタは「魔法の機械」というような言葉で表現されることもあるようだが、特に熱溶解積層方式の 3 D プリンタに関しては、試行錯誤し色々な経験を積み重ねることで、ようやく適した造形条件がわかる。このように決して簡単に造形ができることはなく、時間と労力が必要になる。
なお、本タンパク質造形は、技術課の手島氏、中野氏、澤氏、長屋氏と協力しておこなったことを申し述べておく。

SmChiB のリボンモデル

分子科学研究所技術課報告 201513

技術レポート

長いディレイと短いパルスを両立する！

No.2

CPLD と ARM マイコンを用いた
TTL ダブルパルサーの開発

電子機器開発技術班

分子にレーザーを照射して反応過程を調べる実験では、数 msec 〜数百 msec、時には sec 単位の長いディレイと数 sec 〜数百 sec の短いパルスを両立する必要があります。長いディレイと短いパルスの生成を CPLD に、高い操作性のインターフェースを ARM マイコンに分担して、分解能 100nsec を実現、長時間ディレイの正確な計測を可能としました。

豊田 朋範

キーワード CPLD、ARM マイコン、VHDL

電子機器開発技術係

レーザーを用いた実験と装置の必要性
分子が大きくなると目的の反応までの時間 Td が長くなります（数 msec 以上。時には sec）。一方、測定する時間 Tw
は短く ( 数μ sec 〜数百μ sec)、かつジッタ ( 波形の時間的な揺らぎ ) が小さいことが求められます。時間分解能 ( どちらも 100nsec) と比較して、数十倍〜数百万倍の時間を正確にカウントする必要があります。

装置の外観と内部開発した装置は、電源ケーブル以外のコネクタやスイッチをすべてフロントパネルに集め、使いやすさを考慮しました。
カーソルキーの上下で Td か Tw を選び、左右で桁を選んでロータリーエンコーダを回すと、その桁の数値が増減します。
この操作性により、時間分解能 100nsec に対して非常に桁が多い Td と Tw を効率よく調整できます。

外観14

分子科学研究所技術課報告 2015

内部

装置のブロック図
開発した装置は、(1 ) トリガ入力を受けてTd と Tw を持つパルス出力 1 と、トリガ入力とパルス出力 1 の論理和を出力するパルス出力2を生成する回路、(2)スイッチやロータリー
エンコーダの操作を調べてパルス出力に反映する回路に大別できます。
(1) は高速かつ時間的に安定な回路に適した CPLD(Complex Programmable Logic
Device) が担当し、(2) は ARM マイコンが担当します。CPLD の回路構築には、VHDL を採用しました。
ロータリーエンコーダで Td や Tw を調整すると、EEPROM にそれらの値を記録します。次回の電源 ON 時に自動的に読み出して反映します。

装置の出力例
1kHz のトリガ入力に対して、4 とおりのディレイ（Td）とパルス幅（Tw）を設定して、パルス出力 1 を測定しました。
ディレイとパルス幅が大きく異なっても、正確に時間をカウントして出力していることが分かります。

今後の展望
時間分解能より非常に桁が多いディレイとパルス幅を正確にカウントして出力するロジック回路と、使いやすさを考慮した操作系の両立を実現できました。この装置を基礎として、出力の多チャンネル化や時間分解能の向上などの改良を行い、より高性能なディレイ・ゲートシステムの開発を進めています。

分子科学研究所技術課報告 201515

技術レポート

軟Ｘ線吸収分光用励起光源の整備

No.3〜研究に寄り添った対応を〜

光技術班

分子制御レーザー開発研究センターに所属する光計測技術係では、所内向けにセンター共通機器の貸し出しをはじめ、これから光学実験を始めたいと考えている研究者に向けた技術的なサポートを行っております。ここでは、光分子科学研究領域の長坂将成助教向けに行った光源整備を中心に、技術対応について紹介します。内容によっては研究に踏み込んだ対応も可能です。現場目線での対応を心がけていますので、気になることがあれば気軽に声をかけてください。

岡野泰彬

光計測技術係キーワード
光検出、光源開発、レーザー応用

現場目線で共に検討
依頼者である長坂助教は、極端紫外光研究施設（UVSOR）のビームライン BL3U にて液体を対象とした軟Ｘ線吸収分光装置の開発と応用研究を進めています。依頼のきっかけは、吸収分光用の微弱軟Ｘ線検出器開発に使用しているファイバーの改善対応について相談を受けたことです。その後、実験手法について議論を深めていく過程で、高輝度の紫外光源や波長可変分光光源など、溶液中の光化学反応研究に用いる励起光源の整備に関わることになりました。
微弱光検出器開発における対応では、検証用の測定系を組み、疑いのあるファイバーの問題点を共に明らかにすることから始めました。さらに検出器の構成について見直しを進め、蛍光物質を直接ファイバー端面に塗布する方法を提案するなど、単純化と高効率化に寄与しました。

微弱光用軟 X 線検出器
軟Ｘ線吸収分光用の検出器として使用します。極低濃度の溶液試料では、軟Ｘ線の吸収量を確保するため厚い液体層が必要になります。透過した軟Ｘ線は溶媒でも強く吸収されるため、高感度・低ノイズの検出器が求められます。
本検出器では、軟Ｘ線を蛍光物質で可視光に変換後、ファイバーで光電子増倍管（PMT: Photomultiplier）に伝送し信号を記録します。これまで用いられてきたフォトダイオードに代わる検出器としての活用が期待されます。
※参考：UVSOR Activity Report 2015

検出器の軟Ｘ線ー可視光変換部。試料チャンバーの観測ポートに取り付けるため、CF フランジ直管内にファイバーを配置している。ファイバー先端に塗布された蛍光物質により軟Ｘ
線は可視光に変換されファイバーを経由して PMT に導かれる。

光学系設計や機器アレンジへの対応
依頼や研究の目的に合わせ、光学素子の選定から光学系の設計・アレンジ、機器の導入など、提案や製作を通じて様々なレベルで柔軟に研究をサポートします。
光源整備課題の一つである高輝度紫外光源の導入においては、非線形結晶を用いた波長変換型の紫外光源の製作を提案
し、同時にセンター設備としてフェムト秒オシレーターレーザーの貸し出し整備を進めました。現在、このレーザー装置を用いた紫外レーザーシステムの設計および製作を終え、H28 年度にはビームラインに設置する予定です。

16

分子科学研究所技術課報告 2015

高輝度紫外光レーザー
鉄錯体溶液における光化学反応を励起する光源として用います。吸収波長との兼ね合いから硬Ｘ線吸収分光測定では得られる情報は金属中心に限られていましたが、UVSOR の軟Ｘ線吸分光装置と組み合わせることで鉄イオンの価数変化に加えて炭素や窒素の微細吸収構造スペクトル変化を同時に捉えることが可能になります。金属−配位子間電荷移動などの観点から金属錯体の光化学反応研究への寄与が期待されます。

製作した紫外レーザー光源の波長変換部。レーザー装置から出射する
波長 7 8 0 nm の近赤外光である基本波（ω）を非線形結晶（BBO:
β -BaB 2 O 4）にて第二次高調波（2 ω）である 390 nm の紫外光に変換する。

所内のネットワークを活用したアプローチ
依頼の内容に応じて、適任者に助言を求めたり依頼の橋渡しをしたりするなど、技術課や所内のネットワークを活用したアプローチをとることが可能です。必要に応じて既存装置のカスタマイズを行うこともあります。
波長可変の単色分光光源の整備にあたり、レーザーセンター所有の分光器をベースにした分光ユニットの製作を提案しました。交換可能な入射および出射スリット部を新たに設計・製作し、依頼者所有のキセノンランプ白色光源と組み合わせた構成としました。スリット周辺の駆動機構を中心に設計と加工を装置開発室に依頼したことで、使い勝手を考慮したシステムを短期間に製作することが可能となりました。

波長可変単色分光光源
軟 X 線吸収分光装置と組み合わせ、色素増感太陽電池における固液界面の光励起過程を調べるために使用します。可視から紫外領域にわたって任意の波長の光を取り出せるため、励起波長依存性を調べることが可能になります。
現状では数ミリメートル径に集光照射できますが、ファイバー出射後の照射光学系を改善し照射強度を向上することが今後の課題です。

০

製作した波長可変単色分光光源（上）と装置開発室による調整機構 3D 設計図（下）キセノンランプ光源のスペクトルと分光後の出射スペクトル

分子科学研究所技術課報告 201517

技術レポート

No.4
機器利用技術班

業務の効率化を目指し
サーバの統一化、データの一元管理へ
従来から WEB サーバとして使用してきた 2 台のパソコンが老朽化したため、更新の機会に１台に集約しました。その結果、電気代の削減や日々のメンテナンスの軽減を達成しています。
また、無料のオペレーティングシステムである LINUXを有効活用し業務の効率化を目指しています。

牧田誠二

機器利用技術術一係

キーワード
サーバ、LINUX、データ

はじめに
機器センターでは、機器使用記録の電子化を目指し、WEB の利用を古くから進めてきました（オンライン機器使用記
録簿※ 1）。また、山手地区に設置されている危険物貯蔵所の薬品の出し入れの管理も同様に行っています（オンライン危
険物管理システム※ 2）。

オンライン機器使用記録簿画面

オンライン危険物管理システム画面

18

分子科学研究所技術課報告 2015

古くなった２台を１台に２台とも同じ WEB アプリケーションサーバ
（サーバサイド処理環境として JSP）を使用しており、既存プログラムをそのままで１台に集約可能です。

不便さを無くすために
URL の変更は利用者に戸惑い（不便さ）を与えます。そこで、バーチャルホスト機能を使うことにより、利用者にはサーバが変わったことも気が付かないまま、今までの様に利用できます。

もっと便利に、より効率的に無料のオペレーティングシステムである LINUX の機能を利用することで業務の効率化を目指しています。
分析機器の測定データは日々溜まっていき、その管理が大変になります。ファイルサーバの機能を追加することで、各機器からのデータの一元管理ができています。
分析機器側からのデータ転送は、robocopy コマンドを使用
しネットワーク経由で煩わしさを軽減。さらにバッチファイルを作成してあるので、1 クリックで面倒なデータのバックアップを可能にしています。

samba を使用しファイルサーバとして活用

トラブル対策にトラブルなどでも、長い間サーバを止めることがないように、Live USB を作成してあります。使用していないパソコンなどを使って一時的に代用が可能です。

参考文献紹介※1

酒井雅弘 , 牧田誠二 , "Apache ＋ Java ＋ Tomcat ＋ MySQL を用いたオンライン機器使用記録簿の構築 ",平成 16 年度佐賀大学機器・分析技術研究会※2牧田誠二 , 酒井雅弘 , "Apache+Java+Tomcat+MySQL を用いたオンライン危険物管理システムの構築 ",平成 17 年度大阪大学機器・分析技術研究会

分子科学研究所技術課報告 201519

技術レポート

No.5
計算科学技術班

サーモグラフィーでスパコンの熱対策
計算科学研究センターのスパコンから出る熱量は400[kW] と、一般家庭にある石油ファンヒーター約 70 台分に相当します。
その大きな熱は適切に処理してやらないと冷房の効率が下がったり、スパコン本
体に悪影響を与えたりすることになってしまいます。当センターではサーモカメラを導入しスパコンルーム内の熱を見る事で、それに起因するトラブルの原因を特定したり空調の効率化を進めたりすることに活用しています。

松尾純一

計算科学技術二係

キーワード
サーモグラフィー、環境データの見える化

熱気が漏れ出ている個所の特定
スパコンの一部で内部温度がいつも高くなってしまっている個所が見つかりました。温度が上がりすぎると計算が遅くなったり、止まってしまったりというトラブルにつながります。その個所をサーモカメラで観察してみると、ラック上下の未使用スペースから熱気が漏れ出ていてそれをスパコンが吸い込んでしまっている様子が見えました。

ブランクパネルの設置例
ラックの未使用スペースをブランクパネルでふさいでやると熱気の漏れがなくなり、吸気温度も 10℃位下がって内部
温度が正常に戻りました。

ラック上部の例

ブランクパネル無し

ブランクパネル有り

20

分子科学研究所技術課報告 2015

ラック下部の例

ブランクパネル無し

ブランクパネル有り

空調機の電力効率改善
空調室外機に水をかけてやるとフィンの温度が１０℃以上下がることが分かりました。散水装置を作成し使用してみた
ところ空調機の消費電力量を２割減らすことができました。

発見 Point ！
スパコンルーム内に設置されている気化式の加湿器を観察してみると前面の排気側で温度が気化熱により下がっていることがわかりました。計算してみると家庭用のクーラー程度の冷房能力（２〜３[kW]）があるようです。

分子科学研究所技術課報告 201521

技術レポート

No.6

分子研は大学共同利用機関です！

学術支援班

スピントロニクス分野への応用
分子研山本研と東北大齊藤研の協力研究の課題に連携してスピントロニクス
分野最前線の材料研究を行いました。分子性導体の合成とスピンポンピング素子の作製を行いスピン波（磁気の波）スピン流特性を調べることができました。

賣市

幹大

学術支援一係キーワード
スピントロニクス、スピン流、有機導体

磁性層からのスピンポンピングと逆スピンホール効果による起電力○磁場中で強磁性体にマイクロ波を照射するとスピン波共鳴状
態でスピンが定常的な歳差運動をするようになります。
強磁性体と常磁性体を接合しておくと界面でスピン流 Js が誘起されます。→（スピンポンピング）○強いスピン軌道相互作用を持つ物質中にスピン流が注入されると上向きスピンと下向きスピンが同じ方向に曲げられ、物質の両端に起電力 E を生じます。→（逆スピンホール効果）

これまで下の表にある組み合わせで、この現象を起こすことが確認されていました。
強磁性金属

強磁性絶縁体金属

Ni 81 Fe 19 /Pt

Y 3 Fe 5 O 12 :YIG/Pt

半導体

Ni 81 Fe 19 /GaAs

This Work!

有機導体 -(BEDT-TTF) 2 Cu[N(CN) 2 ]Br-(BEDT-TTF) 2 Cu[N(CN) 2 ]Br(-Br) は圧力あるいは低温で絶縁体、半導体、金属、超伝導体と多彩な物性の振舞いが現れるため、スピントロニクス分野に応用するにあたって興味深い物質です。
強磁性絶縁体 YIG と有機分子導体 -Br を接合したスピンポ
ンピング素子を作製すると、電子状態が変わるごとに異なる振る舞いを示すようになることが期待されます。

22

分子科学研究所技術課報告 2015

スピンポンピング素子作製と物性測定
山本研究室で結晶電析を行い厚さ 100 〜 200nm 程度の薄い単結晶を作製し、YIG 基板の上に分子間力のみで貼り付けることで接合面のしっかりした素子が得られます。
この素子を東北大に送り、齊藤研の低温マイクロプローバーで逆ス
ピンホール効果に起因する起電力を系統的に評価することで、スピン
流注入による -Br の物性への影響を測定・評価しました。
冷やすと -Br の方が YIG より縮むため引っ張り圧を受ける形とな
り、赤矢印の挙動をとることが示されました（右図）。

東北大齊藤研究室
低温マイクロプローバー２号機（マイクロ波 /DC 仕様、磁場 〜 0 . 9 T、7 K 冷凍機）

スピントロニクス分野への応用が広がりました！
低温領域における輸送特性の調査はスピンポンピング素子の質に大きく左右されます。分子性導体の合成とデバイス化する技術を持つ我々と新しい素材を探求している研究室がお互いに研究結果をフィードバックさせながら協力して研究を行うことで、新機能デバイスの実現化に答えることが期待されます。

参考文献紹介Z. Qiu, M. Uruichi et al., AIP ADVANCES, 5, 057167 (2015).

装置紹介
フーリエ変換赤外（FTIR）分光光度計
UVSOR のビームラインのような高輝度光や顕微分光装置は用いられておりませんが、検出感度と波長安定性に優れた研究用フーリ
エ変換赤外分光器（FT-IR）です。光学系全体を真空排気できる筐体の採用により、汎用装置では検出困難な遠赤外領域の信号を含めた広い波長領域のスペクトルを最高の精度で測定することが可能です。今後クライオスタットを組み込み、低温での測定を可能にすることを検討中です。

分子科学研究所技術課報告 201523

Staﬀ's
COLUMN
スタッフ・コラム

機器開発技術班

ICF 70 用スリット 100mm ブレード型の製作 水谷 伸雄
このスリット機構は、光分子科学第一 , 大島グループの水瀬賢太助教（現 : 東京工業大学大学院
理工学研究科化学専攻）の依頼により製作しました。水瀬助教の所属する大島教授らのグループ
は、分子の回転運動を動画撮影することで分子運動を支配する量子力学的な波の動きを観測することに成功しています。この実験装置には、超高真空中で球状に広がりながら飛行する光電子の中心平面のみを切断するスリットが組込まれており、これまでの実験ではスリット幅は固定されていました。今回、より高度な計測のためにスリット幅可変機構を製作しました。スリット機構は ICF70 のポートから組込むだけで機能するように、すべての部品を一体構成しました。全長 349.2mm（大気圧側 116.7mm 真空側
232.5mm）、スリットブレード長 100mm、開口幅 0.1mm 〜 3mm は、手動マイクロメーターヘッドにより動作します。大気圧側は、放射光施設用スリッ
トとして実績のある方式を採用し、溶接ベローズで真空遮断されたロッドの先端はテーパー加工とリンク機構の組合せでスリット幅の調整を行います。

⏬ ീ 䝣䜯䜲䝹䛾䝬䝇䜽䝺䝇㟢 ග 㻌

機器開発技術班

㻌

画像ファイルのマスクレス露光 高田 紀子
今年度初めて、所内の方を対象に「リソグラフィに関する講習会」を行いました。その時の題材として、画像ファイルのマスクレス露光を試みたので紹介します。

⏬ ീ 䝣䜯䜲䝹䛾䝬䝇䜽䝺䝇㟢 ග 㻌

マスクレス露光とはリソグラフィ技術の一つで、波長 405nm の LED を使って、レジスト
上に直接マイクロレベルの微細パターンを描くことができます。通常は、CAD で作成した図面をビットマップファイルに変換し露光を行いますが、今回画像ファイルを露光するにあたって、Photoshopとフリーソフト E-cutter を用いて、図 1 に示㻌
すような変換作業を行いました。講習会では、クロムのエッチング技術と組み合わせることで図 2 のようなキーホルダーを㻌製作しました。今回は分子研の建物の写真から製作を行いましたが、どんな画像でも製作可能です（白黒画像への向き不向きはあるようです）。このような機会を通してリソグラフィを身近に感じていただくのと同時に、所内でどのような要望があるのか知る機会にしていきたい思います。

(a)
図2
図1

24

画像ファイル変換の流れ

分子科学研究所技術課報告 2015(b)(a) 製作したキーホルダー□ 20 mm の石英基板上にクロムでパターニング(b) 光学顕微鏡画像（透過光）
黒い部分がクロム

機器開発技術班

資格取得の年 矢野 隆行
今更ながらですが、今年度はいくつかの資格を取得しました。本来であれば、独立行政法人化の前後で取得しておくべきだったのですが、時間と費用の面で都合がつかなかったのでこのタイミングになってしまいました。８月の「ガス溶接技能講習」を皮切りに、１２月には「自由研削砥石の取替え等の業務に係る特別教育」、３月には、「床上操作式クレーン運転技能講習」の資格を取得しました。特別教育以外は２〜３日の講義と実技、一応試験もあるので久々の緊張感を味わいました。

機器開発技術班

おでん鍋製作！ 中野 路子
昨年装置開発室に異動し、装置開発室のみなさんに毎月異なるテーマで様々な技術の研修をしていただきました。最後の研修テーマは「溶接」ということで、ステンレスの TIG 溶接を行い、おでん鍋を製作しました。2 枚のステンレス板の境界線を溶接していくのですが、最初はどこが溶けているかもよくわからず、トーチの先端がすぐに板にくっついてしまったり、四苦八苦しながら徐々に箱を作っていきました。かけすぎた熱で形が歪んでしまっ
た部分もありますが、それも学んだことです。完成したおでん鍋を囲み、装置開発
室のみんなでおでん会を楽しみました。1 年間 CAD、工作機械、計測技術など週 1回のペースで少しずつですが、研修を通して装置開発室の仕事全体を見渡すことができました。

光技術班

真空計の表示値について 蓮本 正美
担当しているビームライン BL3 B,BL5B,BL7B では、ビームラインの真空度 ( 圧力 ) を測定するために PFEIFFER VACUUM 社製のコールドカソード (CC) ゲージ IKR270 , フルレンジ CC ゲー
ジ PKR251、フルレンジ BA ゲージ PBR260、日本真空社製の電離真空計 GI-N 7 , メタル電離真
空計 GI-M2 を場所や目的によって、またフィラメントが切れた時の予備として、そして表示値に疑問が生じた時に相互に比較できるように、1 つの真空槽になるべく複数の真空計を設置している。圧力が高い領域ではそれぞれの真空計の表示値の差は小さいが、圧力が低くなると差が大きくなるようだと感じていたので、上記 5 種類の真空計を 1 つのテスト用の真空槽に取り付けて同時に真空度 ( 圧力 ) を測定した結果は図のようになった。
1E- 3Pa から 2 E-6 Pa の範囲では各真空計の表示値の差は 10％程度であった。カタログでは PKR251 の測定下限は 5 E-7 Pa と記されているが、2 E-6 Pa 付近より誤差が拡大していた。他の真空計も 1E-7Pa 付近から差が大きくなる傾向であった。低い圧力領
域 ( 特に 1E-7Pa 以下の領域 ) では、絶対値を正しく較正するのに必要な計量標準と言えるものが存在しないので、真空計を正しく較正できないのが現状であり、この領域では真空計の表示
値には数十％もしくはそれ以上の誤差を含んでいる可能性があると認識しておく必要がある。

分子科学研究所技術課報告 201525

Staﬀ's
COLUMN
スタッフ・コラム

光技術班

安全と利便性 近藤 直範
本誌で何度か報告させていただいたことがあるが、私は PLC を用いて真空インターロックシス
テムの製作をしている。これまでは PLC と直接接続しているタッチパネルでニューマティック・
バルブの開閉を行うシステムを製作してきた。現在システムを製作中のビームラインの責任者から「PC でバルブの開閉ができるシステムにしてほしい」という依頼を受けた。そのビームラインは測定方法によってエンドステーションの位置が変わるので、場合によってはタッチパネルとエンドステーションが離れてしまうからである。
PC での制御は技術的にはそれほど難しいことではないが、これまであえて行わなかった。真空インターロックシステムを初めて PLC で製作したとき、そのビームラインの責任者からも同じような依頼を受けたことがあった。このときに PC での制御をテストし、特に問題なくできることを確認した。そのときの依頼者は「居室から制御できるとありがたい」とも話していた。依頼者の居室は UVSOR 棟の 3 階、実験ホールは地下 2 階である。何人かのスタッフ、依頼者と話し合い「実験をする際は現場にいるべきだ」という結論に至った。トラブルがあった場合に現場に人がいないと対処が遅れ被害を拡大させる恐れがあると考えたからだ。結局、ステータスを遠隔から確認できるが操作は現場でないとできないシステムにすることにした。
今回、製作中のシステムは「現場の PC でしか制御できない」という制限を設けて遠隔の操作を可能にしようと考えている。今後このような依頼が増えると思われるが、安全に留意しつつ使用者の使い易さに配慮していく必要があると思われる。
光技術班

新しいビームラインを建設しています 山崎 潤一郎
平成 28 年度の稼働を目標に新ビーム
ライン（BL1U）の建設を進めているところです。当ビームラインでは自由電子レーザーや次世代非破壊検査用光源として期待されるレーザーコンプトンガンマ線の光源開発、アンジュレータ光を用いた照射実験、渦光観測など様々な用途を予定しています。27 年度においては、自由電子レーザー真空槽用の御影石架台の設置および共振器キャビティの設置（下流側のみ）を行いました。更に FEL 共振器キャビティより下流側製作した RF コンタクト

電子蓄積リングに新設したレーザー光導入用ポートに光学系真空槽およびアナライザーを近日中に配置する予定です。また先行してレーザーコンプトンガンマ線の発生実験を既に開始しておりますが、これに関連し電子蓄積リングを周回する電子ビームに直接レーザー光を導入するためのレーザー光導入用ポートを電子蓄積リングのビームダクトに新設しました。
なおポート内部には高周波滞留および放電防止用の RF コンタ
クト設置が必要で、その設計・製作を行いました。微力ではありますが、当ビームラインで良い成果が生まれるように更に努力していきたいと思います。

26

分子科学研究所技術課報告 2015

設置した BL 1 U FEL 下流部御影石架台および共振器
キャビティ（左）と上流部御影石架台（右）光技術班

マイクロカロリメータ高エネルギー分解能元素分析装置の技術研修 酒井 雅弘
平成 27 年 10 月 26 日から 10 月 28 日まで、ナノテクノロジープラットフォームの要望提案型プログラム「マイクロカロリメータ高エネルギー分解能元素分析装置の技術」研修を九州大学超顕微解析
研究センターで受講した。
講義 0.5 日、実習 2 日で行われ、実習では、TES（Transition Edge Sensor）型マイクロカロリーメータを装備した走査型電子顕微鏡 (SEM) による高分解能 X 線スペクトル収集を行った。この検出器で研修を受けるにあたり、①エネルギー
分解能、②検出器が動作させるために必要な〜 100 mK を実現する冷却システムが簡単に取り扱えるか、③冷却システムの振動で SEM 像に影響が出ないかという点にも注視した。
実習で得られたスペクトルを図 1 に示す。(a) は KMgF 3 黒色変色部を現在主流となっているシリコンドリフト検出器 (SDD) での収集、(b) は (a) と同じ場所をTES で収集、(c) は MgF 3 白色部を TES で収集、(d) は（炭素確認のための）ダイ
ヤモンドを TES で収集した結果である。縦軸は全て Log スケールで表示している。(a),(b),(c) において観測されている 280eV, 530eV, 680eV 付近のピーク
は、それぞれ炭素 , 酸素 , フッ素である。TES のピーク幅は、SDD と比較して格段に狭くなっていて、TES のエネルギー分解能は非常に優れていることがわかる。
SDD のピークに隠された他元素（不純物）の L 線、M 線が TES で観測できれば、KMgF3 変色の違いが特定できると期待していたが、変色によるスペクトル変化を見出せなかった。冷却システムの取り扱いは意外と簡便で、振動に関してもSEM 像に影響が出ているとは思えなかった。
TES 型マイクロカロリーメータは、検出効率や扱いやすさではまだ SDD に劣っているが、マルチアレイ化により 5 年先 10 年先には SDD に置き換わるパワーを感じた。
ホスト役の品野俊治様をはじめ超顕微解析研究センターの皆様には大変お世話になりました。この場を借りて感謝したいと思います。

図 1 特性 X 線スペクトル(a) KMgF 3 黒色変色部を SDD で観測、
(b) KMgF 3 黒色変色部を TES で観測、
(c) KMgF3 白色変色部を TES で観測、
(d) ダイヤモンドを TES で観測

光技術班

ミラー制御 手島 史綱
現在、UVSOR にある赤外放射光を利用して測定を行うビームライン BL6B では、朝の電子ビーム
入射からその日の夕方 19 時頃まで、ベンディング内の温度変化によって放射光の光路（ミラー位置）
が刻々と変わってしまうため、安定した測定ができなかった。前任者の飯塚さんがミラー制御プロ
グラム (Labview 使用 ) を作成してくれた。このプ制御ログラム、USB カメラとレーザーを使って、レーザー光の重心を算出し、移動していればパルスコントローラーに制御信号を送って、ミラーを動かし放射光の光路を元に戻すというものである。しかし、当初、思ったように光路（ミラー位置）が戻らず、どんどんと横方向にずれていってしまう（発散）。放射光は、ベンディング
内のマジックミラーに当たって、並行光できているが、この光をよく見ると左下から右上に傾いた形になっており、X 軸に相当するパルスモーターを動かすと、光が X と Y 両方向に動いてしまう（Y 軸に相当するパルスモーターも同様である）。まずはこの傾きを最小限に抑えれば意図した動きになるのではないかと考え、目視ではあるが光が垂直になるようにミラーを合わせた。すると、前よりも光が強くなったのと、制御プログラムを動かして、X 軸パルスモーターを動かしても、Y 軸ずれていくことがほぼなくなり、概ね元の位置に戻ってくるようになった（収束）。来年度は、早い時期に完成度を高めてユーザー利用ができるよ
うにしたい。

分子科学研究所技術課報告 201527

Staﬀ's
COLUMN
スタッフ・コラム

光技術班

ANSYS 講習会開催 林 憲志
３月２３，２４日の２日間にわたって、解析ソフトウ
エア ANSYS の講習会が UVSOR を会場にして行われました（写真）。同ソフトは、装置開発室と UVSOR
でライセンスを所有しています。本講習会はサイバネット社による有償の講習会であり、ANSYS の利用拡大を狙って装置開発室と UVSOR で所長奨励研究費を申請することによって実現されたものです。両班と業者持ち込み合わせて１０
台の PC を用意し、１２名が参加しました。講義の間に実際にソフトウエアで実習を行っていくという形式です。実際に受講してみると、盛りだくさんな内容で、ずっと集中して参加していると、１日が終わるころには頭が真っ白です。このようなある程度複雑なソフトウエアは、使えるようになるまでにはハードルがあるものだと思いますが、これを受講した方々はそれを超えることができたのでは？と期待されます。２日間もかける本格的な講習会が催されることは UVSOR では前例のなかった事であり、新しい経験ができたと思っております。今後も積極的にこのようなイベントが催されるとよいのではないか、と感じました。

機器利用技術班

ヘリウム液化機内部精製系ニードルバルブ開度再調整 水川 哲徳
ヘリウム液化機の内部精製系には多くのニードルバルブがついており、それらの開度を最適化する
ことにより、バランスよく液化運転することが可能となる。通常これらの開度はヘリウム液化施設設
置時に最初に調整し、その後は通常触らない。しかしながら、長期間（10 年超）のうちには、開度がずれている可能性がある。そこで、今回、ニードルバルブの開度を再調整してみた。以下のバルブを全閉した後、その右に記載の開度に調整した。
V164…1+3/4、 V183…2、 V184…2、 V185…1/2、V186…1/2、 V187…1/2、V188…3/4 、V189…9+1/2
この再調整により、ニードルバルブの開度のずれの心配は消失した。

28

分子科学研究所技術課報告 2015

機器利用技術班

サーバーなしのスクリプティング 岡野 芳則
古典的な UNIX のメーリングリスト（メールのエイリアス）の設定法のひとつにファイルを参照す
る方法があります。メーリングリストの参照先としてファイルを指定しておき、リストの変更があった場合には直接ファイルを編集するだけでよいというもので、リストの管理をメールシステム全体の管理者と分離出来る使い勝手の良い方法です。
機器センターのメーリングリストもこの方法で管理しており、ファイルのコピーを機器センター共用 NAS に置き、いつでも現状を確認出来る様にしています。しかしファイルの中身はメールアドレスを改行で区切って書き並べただけのテキス
トファイルなのでメンバーを把握しづらいのは事実です。
web サーバーであればサーバーサイドでリストの内容を取り込んで図のような表に整形した HTML を吐き出すのは容易なのですが、使っているのは唯の NAS、ファイルサーバーです。NAS で同様の事が出来るのか調べた所、どうやら
JavaScript を使えば可能そうなので試してみました（図中の名称は架空のものです）。
ポイントはファイルの読み込み。ネット上を検索して JavaScript でファイルを読み込む方法を探すと手順が何やら複雑でバラバラの部品として再構築しようとするとうまく行かず、結局以下のように読込部分とテーブルに◯印を書き込む部分を合わせた関数を作りました。

function ﬁlltable(ﬁlename, mlistname) {var httpObj = new XMLHttpRequest();
httpObj.open("GET", ﬁlename, true);
httpObj.onreadystatechange = function() {if (httpObj.readyState == 4) {var 読込文 = httpObj.responseText;
for (var i=0; i < member.length; i++) {if ( 読込文 .match(member[i][1])) {document.getElementById(member[i][1] + '-' + mlistname ).
innerHTML = " ◯ "; }}}}
httpObj.send(null); }テーブルの各セルに id= で名前をつけ innerHTML で◯印を張り込んでいます。表自体の出力も各セルに個別の名前を付ける為、スクリプト側から生成しています。この関数にメーリングリストのテキストファイルの場所を順次渡して表の縦方向に◯印を埋めていきます。メンバーの名前、メールアドレスは配列として直接 HTML のスクリプト内に書き込んであります。（var member= [ [ " 沖田十三 " , "juzo"] , [ " 佐渡酒造 " , "sado"] , ...]; のような形）
この様に作った HTML ファイルが NAS に置いてありこれを web ブラウザで開けば表が表示されます。今回は表示だけですが手を入れれば逆に web 画面上で編集してメーリングリスト用の設定ファイルを出力できる様になるかなと思います。

分子科学研究所技術課報告 201529

Staﬀ's
COLUMN
スタッフ・コラム

機器利用技術班

分光実験用のピコ秒レーザーを微細加工に 上田 正
機器センターの共同利用装置の中に、波長可変ピコ秒レーザーシステムがあります。15 年以上前に導入された比較的大型の設備で、分光実験のためのレーザーです。かなり古いこともあって、故障や不具合も多く、ビームの安定度もイマイチ？……色々と手を加えて何とか共同利用に供しています。そんな中、このレーザーを使って装置開発室と共同で微細加工に取り組んでいます。前号でも紹介していまして、ある工夫（割愛）で厚み10 mのステンレス板に約9 mの貫通穴を開けることができました。今年度、それを更新して約 4 m の貫通穴を開けることに成功しました。簡単な理論式では、レーザーのスポット径は 3.6 m と計算できますので、理論値に迫る加工ができたと満足しています。当初、レーザーを突っ込めば簡単に加工できる！ビームが不安定でもあまり関係無いだろう！と思って始めましたが、分光実験よりレーザーの調整は難しいかもしれません。現在は、機械加工では難しいとされる材料の加工も始めています。ガラスや軟材料の加工も可能です。例えばシリコンチューブの切断は、ハサミでの切断と比較するとその差は歴然、切断面は驚くほどキレイです。
最近のレーザーは高性能化が進み、もしかすると加工専用のレーザーを購入すれば簡単に加工ができるかもしれません
が、予算の面で難しいです。老朽化も進み、分光実験の利用の場合でも、レーザーの不具合があると利用頂いている先生方にはご迷惑をお掛けしてしまいますし、装置管理者としても大変です。反面、装置トラブルは、装置のことを深く知るよい
機会でもあり勉強になります。技術職員としては、その積み重ねが技術力を深めていくためにも必要なことと考えています。
今回は、全く素人の機械加工の分野から装置利用に取り組んでいますが、装置の有効利用だけでなく周辺知識も得られます
し、レーザーに関して改めて勉強になることもありました。普段の業務とは別に、違ったことにチャレンジすることも必要だと感じています。

機器利用技術班

汎用測定装置の拡張 藤原 基靖
汎用測定装置は、誰でも使えるようにパッケージ化・ブラックボックス化されていることが多く、拡張としてオプション品しか接続出来ない、ごく限られた制御しか認めない仕様だったりすることも少なくありません。そのためオプション品を購入して取付けるのが一般的です。
ただ後から追加する場合、取付費・調整費、場合によって特注扱いとなり、どうしても費用が掛りがちになります。基本スペックも最新機種に及ばず、どこまで費用を掛けて拡張を行うか迷うところですが、そのまま放っておくと陳腐化してしまいます。昔であれば定期的に予算配分があり、オプション品の整備なり、装置自体の更新も可能だったかと思いますが、現在では難しい状況にあります。その中でも、今あるものを再構築し有効活用したり、オプション品と同等のものを自分で構築したり、研究の現場で汎用装置を用いて開発された新たな測定手
法を取り入れたりする等ができると考えています。具体的には、電子スピン共鳴（ESR）装置を用いた電流検出 ESR 測定や、
SQUID 型磁化測定装置を用いた高周波 ESR 測定などに取り組む予定です。汎用装置の『共用』・『再生』といった方向性の中で、常に自分に出来ることは何かを考えていく必要があると思っています。

30

分子科学研究所技術課報告 2015

計算科学技術班

計算機クラスターの利用状況モニターの開発 岩橋 建輔
計算科学の世界では、少数精鋭のベクトルコンピュータというスパコンが主流だった時代から大量のコンピューターを高速ネットワークで接続した計算機クラスターが全盛の時代となっています。コンピューターの台数が少ない頃は数字や文字の情報だけで利用状況の全貌を理解することができていましたが、数百台あるような計算機クラスターの利用状況を把握することは難しくなってきました。
計算機クラスターの導入時、システム管理者向けに最新時刻や指定した時刻の CPU の使用状況を表示するウェブページを作成し、格段に利用状況が把握しやすくなりました。しかし、この方法は管理者が能動的にウェブページを開かなければならなかったり、表示上の問題でスクロールが必要であったり、利用状況の時間変化を追うのが難しいのが欠点でした。
それらの欠点を解消するために、スタンドアローンのアプリケーションとして利用状況モニターとして再開発しました。過去 1 日の 10 分毎の利用状況を Full
HD の画面全体を使ってアニメーションで見ることができるようになりました。この利用状況モニターは計算科学研究センターの 2 階の入り口にも常時設置されています。また、分子研の一般公開などでも随時展示
していますので、お越しの際は一度ご覧ください。

計算科学技術班

シリアルコンソール 内藤 茂樹
分子研のネットワークを構成しているスイッチはリモートで設定変更が可能です。
UNIX 等でおなじみの ssh というプロトコルを使って接続し、所謂コマンドラインで色々な設定が行えます。従って原則としてスイッチを設置してある場所に赴くことはありません。ところが、極々希にスイッチそのものがネットワークから孤立してしまうことがあります。例えばポートの障害であるとか。そういう場合には仕方が無いので設置場所まで行って作業を行います。その際に使うのがシリアルコンソールです。
主に RS- 232c という規格のケーブルを使い、手持ちの NotePC 等とスイッチを接続して、スイッチにログインします。
通信速度はそれほど速くは無いですが、コマンドライン・インターフェースなので、作業に支障が出ることはありません。
他の接続手段は全て駄目でもシリアルコンソールだけは繋がると言うことがあるため、管理者にとっては最後の砦とでもいうべきものです。今後ともスイッチ類から無くなることは無いだろうと思われます。
ところで、今ではスイッチのような機器類との接続に使われるシリアルコンソールですが、昔は汎用計算機を利用するための端末として使われていました。その頃は専用のシリアルコンソール端末が有り、代表的なものが DEC 製の VT 100 です。
画像の VT100 は私のところで保存しているもので、現在でも電源が入ります。

分子科学研究所技術課報告 201531

Staﬀ's
COLUMN
スタッフ・コラム

計算科学技術班

MAC アドレスランダム化機能と端末のネットワーク認証 澤 昌孝
岡崎 3 機関ネットワーク（ORION）での一般端末認証は、NIC 固有の MAC アドレスで行っている。しかしモバイル端末を FreeWiFi など外部の無線ネットワークサービスで使用する機会が多くなってきたことから、別のランダムな MAC アドレスで接続する機能（以下、ランダム化機能）が OS に搭載されるようになってきた。ランダム化機能がある代表的な OSは iOS（Ver8 以降）と Windows10 がある。
iOS のランダム化機能は、GPU 機能 OFF でかつスリープモードになっていることが条件で、接続できる AP を探すときのみ機能する。実際に iPhone6（iOS9.2. 1）で同条件にして ORION の WiFi で接続を試みたが、普通に登録済みの MAC
アドレスで接続ができた。
Windows10 の場合、ランダム化機能は初期設定で無効となっている。また、ランダム化機能をサポートしているハー
ドウェアが必要で、現時点（2016 年 3 月）では Intel 7265 AC（Ver18 以降ドライバ）か Intel 7265 AC 用のドライバを適用した Intel 7260 AC ぐらいしかランダム化機能を有効にできた情報が見つからない。
こういった状況もあり、ランダム化機能により ORION の WiFi 接続に支障が出たという情報は聞こえてこない。
しかし、IEEE の 802 委員会でランダム化の議論がされていることもあり、今後標準化され、デフォルト有効になる可能性がある。将来的にクライアント証明書などの別の認証方法も検討が必要と考える。

計算科学技術班

サーバーの監視環境 長屋 貴量
所内に設置してある Web サーバーやメールサーバーが、正常に稼働しているのか監視するのは重要な業務の 1 つである。
このサーバーを監視するシステムのうち、オープンソースでは Nagios、Hinemos、Pandora FMS、Munin、cacti といったものが知られているが、その中でも日本語書籍が販売されている／ Web ブラウザー越しに概要を確認できる／グラフ描画をマウス操作で調整できるといった利点を持つ、Zabbix を手に取って現在利用している。
Zabbix を用いることで、対象サーバーのサービスポートが開いてい
るか、Web ページで期待する文字列が含まれているかといった死活監視が行えるが、対象サーバーにエージェントというソフトウェアを組み込むと、さらに CPU の負荷状況、メモリやディスクの使用状況、ディスク I/O の負荷といった情報も得られるようになる。サーバーによって異なる、ディスクパーティションの違いを自動的に取り込む点は便利である。
対象サーバーで問題が見つかった場合は、メールで通知し Zabbixのフロントページに問題箇所が表示される（図）。この機能により、問題を事前に察知する、あるいは問題発生を速やかに把握することができるようになった。
現在は、メールサーバーで送受信したメールが何通あるのか、ログファイルより値を拾うように調査している。

32

分子科学研究所技術課報告 2015

学術支援班

トラブルの連鎖 内山 功一
施設や設備関連の業務においても、他の業務と同様に思いもかけない突発的なトラブルがつきものです。そんなトラブルに見舞われた事例をご紹介いたします。
最初の事件は 7 月も半ばを過ぎた頃に起きました。この日、南実験棟の職員から 3 階の火災報知器が鳴り止まないとの連絡を受けたため現場に急行しました。現場に到着すると、施設課の職員がすでに対応したらし
く警報は鳴り止んでいました。そこで担当者に状況を聞いたところ、どうやっても警報が鳴り止まないため一時的に報知機をオフにしましたとの報告を受けました。原因について施設課と話をしていたところ、再度別件で連絡が入りました。今度は南実験棟の 4 階で水漏れが発生したとのことでした。すぐさま階段を上って現場に向かうと、南東の 1 室に設置された天井の感知器からまるで滝のように水が流れ落ちていました。火災報知器が鳴り止まなかったのは、この漏水により感知器が誤動作し続けたことが判明しました。さて漏水した原因は一体何だったのでしょうか。どうやら施設課に依頼した屋上防水シート取替工事でシート固定用の穴を深くあけすぎたため、
コンクリートに亀裂が入りその隙間に雨水が大量に溜まりそれが溢れて漏水したとのことでした。
今回の事例のように、トラブルの裏側にいくつもの原因が積み重なっていることを考慮することは重要です。そして目に見える部分のみの対処では不十分なケースが往々にあるのではないか、といった考え方をもつことの有用性を再認識し
ました。

学術支援班

一般公開初勝利！？ 原田 美幸
私が分子研に着任してから 4 回目の一般公開が行われました。企画から広報活動まで幅広く携わっていますが、なかなか思うように集客できませんでした。しかし、今年は過去最高人数のお客様が分子研を訪れてくれました。勝因としては、ポスターと広報活動だと考えています。

▼ポスター
前回はアニメにしたにも関わらず、お客様が少なく、硬すぎても、柔らかすぎてもダメ、であることが判明。そこで、岡崎市民なら誰でも知っているご当地キャラクター『オカザえもん』をポスターに起用しました。認知度があるため、ポスターを見たよー、という方が多く来場してくださいました。またオカザえもんファンの多さにもびっくり！県外からも SNS の情報をもとにご来場いただきました。
▼広報活動
岡崎市が家康公 400 年祭を行っていたので、岡崎市に後援に入っていただき岡崎市発行の広報誌に大きく掲載して頂こう！ともくろんでいましたが、無理なことが判明。岡崎市教育委員会に後援に入って頂き、市内小中学生全員（約 3 万人）に配布してくださる約束を取り付けました。A4 の半分のサイズのチラシにオカザえもんを大きく掲載、目に留まってもら
えるデザインにしました。その効果は大きく、例年より多くの小中学生が遊びに来てくれました。

来場者数的にはやっと広報活動が実った一般公開となりました。次回は、どうしようかな？と少しワクワクしています。

分子科学研究所技術課報告 201533

分子科学研究所技術課
Activity Report 2015
発行年月

平成 28 年 7 月

発大学共同利用機関法人 自然科学研究機構

行

分子科学研究所

技術課〒 444 - 8585
愛知県岡崎市明大寺町字西郷中 38
デザイン

原

印

株式会社コームラ

刷

田

美

幸

本誌記載記事の無断転載を禁じます分子科学研究所 技術課
Activity Report 2015

自然科学研究機構

http://www.tech.ims.ac.jp/

No.31

大学共同利用機関法人

分子科学研究所 技術課 Activity Report 2015〒444-8585 愛知県岡崎市明大寺町字西郷中 38 番地