文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム

2015 文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム第2015

回ナノテクノロジー総合シンポジウム 講演予稿集

13

第13回ナノテクノロジー
総合シンポジウム
2015“Materials Innovation led by Nanotechnology – Novel design, processing,and characterization of materials at nano level accelerate the innovation –”Proceedings
Date: January 30th (Fri), 2015
Venue: Tokyo Big Sight, Conference Tower (Tokyo)
Sponsored byCenter for Nanotechnology Platform (National Institute for Materials
Science (NIMS) / Japan Science and Technology Agency (JST) ) by the
Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology (MEXT)
Co-sponsored by
The Institutions, participating in the Nanotechnology Platform:
Hokkaido University, Chitose Institute of Science and Technology, Tohoku University,
University of Tsukuba, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology,
The University of Tokyo, Tokyo Institute of Technology, Waseda University, Shinshu University,
National Institutes of Natural Sciences Institute for Molecular Science,
Nagoya University, Nagoya Institute of Technology, Toyota Technological Institute,
Kyoto University, Japan Advanced Institute of Science and Technology,
Nara Institute of Science and Technology, Osaka University, Japan Atomic Energy Agency,
Hiroshima University, Yamaguchi University, Kagawa University, Kyushu University,
Kitakyushu Foundation for the Advancement of Industry Science and Technology

3

文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム

第13回ナノテクノロジー
総合シンポジウム
2015“Materials Innovation led by Nanotechnology – Novel design, processing,and characterization of materials at nano level accelerate the innovation –”Proceedings
Date: January 30th (Fri), 2015
Venue: Tokyo Big Sight, Conference Tower (Tokyo)
Sponsored byCenter for Nanotechnology Platform (National Institute for Materials
Science (NIMS) / Japan Science and Technology Agency (JST) ) by the
Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology (MEXT)
Co-sponsored by
The Institutions, participating in the Nanotechnology Platform:
Hokkaido University, Chitose Institute of Science and Technology, Tohoku University,
University of Tsukuba, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology,
The University of Tokyo, Tokyo Institute of Technology, Waseda University, Shinshu University,
National Institutes of Natural Sciences Institute for Molecular Science,
Nagoya University, Nagoya Institute of Technology, Toyota Technological Institute,
Kyoto University, Japan Advanced Institute of Science and Technology,
Nara Institute of Science and Technology, Osaka University, Japan Atomic Energy Agency,
Hiroshima University, Yamaguchi University, Kagawa University, Kyushu University,
Kitakyushu Foundation for the Advancement of Industry Science and Technology

January 30th, 2015, Reception Hall2015年1月30日（金） 会議棟1階レセプションホール

10:00-10:10【Opening Remarks / 開会挨拶】
Prof. Sukekatsu Ushioda (President, National Institute for Materials Science, Japan)
潮田 資勝（物質・材料研究機構理事長）
Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology/ 文部科学省

10:10-10:40【Special Lecture / 特別講演】
Pichet Durongkaveroj（Minister, Ministry of Science and Technology, Thailand / タイ王国科学技術大臣）“Thailand S&T in Transition”「タイにおける科学技術政策」

10:40-11:15【Plenary Lecture Ⅰ / 基調講演 Ⅰ】
Satoshi Kawata (Osaka University, Japan)
河田 聡（大阪大学）“Plasmonics: Manipulating Nano with Light”「プラズモニクス：光でナノを操る科学」

11:15-11:50【Session 1】
Computer-driven Materials Design / コンピュータ主導材料設計
11:15 -

Gerbrand Ceder (Massachusetts Institute of Technology, U.S.A)“Accelerating Materials Discovery through the Materials Genome Project”「マテリアルゲノムによる材料イノベーションの加速」

11:50 - 12:50

Lunch / 昼食

12:50-14:30【Session 2】
Activities of Nanotechnology Platform / ナノテクノロジープラットフォーム活動概要
12:50 -

Research Topics of Nanotechnology Platform
平成 25 年度秀でた利用 6 大成果

13:50 		Award Ceremony / 表彰式
Research Achievements and others
平成 25 年度秀でた利用 6 大成果他

14:00 - 14:30

Poster Presentation /Activities of Nanotechnology Platform
ポスター発表／ナノテクノロジープラットフォームの実施概要及び利用成果14:15 - 14:30

Break / 休憩

14:30-15:20【Session 3】
Progress of Advanced Measurement and Analysis / 先端計測・解析技術の進展
14:30 -

Nobuo Tanaka (Nagoya University, Japan)
田中 信夫（名古屋大学）

		“Development of an Environmental High-Voltage Electron Microscope andits Application to Nano and Bio-Materials”「反応科学超高圧電子顕微鏡の開発とナノ、バイオ材料への応用」

14:55 -

Yoshinori Nishino (Hokkaido University, Japan)
西野 吉則（北海道大学）“Live Cell Nano-Imaging Free from Radiation Damage by Using X-Ray Free-Electron Laser”「X 線自由電子レーザーによる放射線損傷のない生細胞ナノイメージング」

15:20-15:55【Plenary Lecture Ⅱ / 基調講演 Ⅱ】
Susumu Umemura (Toyota Motor Corporation, Japan)
梅村 晋（トヨタ自動車株式会社）“Materials Breakthrough for Innovative Mobility Society”「材料技術が切り拓く革新的クルマ社会」

15:55-17:10【Session 4】
Materials for Automobiles / 自動車用材料
15:55 -

Kazuhiro Hono (National Institute for Materials Science, Japan)
宝野 和博（物質・材料研究機構）“Dy-Free High Coercivity Neodymium Based Permanent Magnets for Automotive Applications”「希少元素をつかわない自動車用永久磁石材料の開発」

16:20 -

Hiroyuki Kishimoto (Sumitomo Rubber Industries, Ltd., Japan)
岸本 浩通（住友ゴム工業株式会社）“Research of Fuel-Efficiency Tire Rubber Material with Synchrotron Radiation and Computer Simulation”「放射光／シミュレーションを活用した低燃費タイヤ開発」

16:45 -

Makoto Endo (Toray Industries, Inc., Japan）
遠藤 真（東レ株式会社）“Carbon Fiber Composites, Developments and Applications”「炭素繊維複合材料の開発と用途展開」

17:10-17:15【Closing Remarks / 閉会挨拶】
Dr. Tetsuji Noda (Chairperson of the Organizing Committee of JAPAN NANO 2015 / Director, Center for Nanotechnology Platform, National Institute forMaterials Science, Japan)

野田 哲二（JAPAN NANO 2015組織委員長、物質・材料研究機構ナノテクノロジープラットフォームセンター長）

Contents / 目次

Special Lecture / 特別講演
“Thailand S&T in Transition” ……………………………………………………………………………………………4「タイにおける科学技術政策」
Pichet Durongkaveroj（Minister, Ministry of Science and Technology, Thailand / タイ王国科学技術大臣）

Plenary Lecture Ⅰ / 基調講演 Ⅰ“Plasmonics: Manipulating Nano with Light” ………………………………………………………………………… 10「プラズモニクス：光でナノを操る科学」
Satoshi Kawata (Osaka University, Japan)
河田 聡（大阪大学）

Session 1: Computer-driven Materials Design / コンピュータ主導材料設計“Accelerating Materials Discovery through the Materials Genome Project” ………………………………………… 16「マテリアルゲノムによる材料イノベーションの加速」
Gerbrand Ceder (Massachusetts Institute of Technology, U.S.A)

Session 2: Activities of Nanotechnology Platform / ナノテクノロジープラットフォーム活動概要
Research Topics of Nanotechnology Platform
平成 25 年度秀でた利用 6 大成果
Award Ceremony / 表彰式
Research Achievements and others
平成 25 年度秀でた利用 6 大成果他
Poster Presentation /Activities of Nanotechnology Platform
ポスター発表／ナノテクノロジープラットフォームの実施概要及び利用成果

Session 3: Progress of Advanced Measurement and Analysis / 先端計測・解析技術の進展“Development of an Environmental High-Voltage Electron Microscope andits Application to Nano and Bio-Materials” …………………………………………………………………………… 26「反応科学超高圧電子顕微鏡の開発とナノ、バイオ材料への応用」
Nobuo Tanaka (Nagoya University, Japan)
田中 信夫（名古屋大学）“Live Cell Nano-Imaging Free from Radiation Damage by Using X-Ray Free-Electron Laser”……………………… 28「X 線自由電子レーザーによる放射線損傷のない生細胞ナノイメージング」
Yoshinori Nishino (Hokkaido University, Japan)
西野 吉則（北海道大学）

Plenary Lecture Ⅱ / 基調講演 Ⅱ“Materials Breakthrough for Innovative Mobility Society” …………………………………………………………… 34「材料技術が切り拓く革新的クルマ社会」
Susumu Umemura (Toyota Motor Corporation, Japan)
梅村 晋（トヨタ自動車株式会社）

Session 4: Materials for Automobiles / 自動車用材料“Dy-Free High Coercivity Neodymium Based Permanent Magnets for Automotive Applications”…………………… 40「希少元素をつかわない自動車用永久磁石材料の開発」
Kazuhiro Hono (National Institute for Materials Science, Japan)
宝野 和博（物質・材料研究機構）“Research of Fuel-Efficiency Tire Rubber Material with Synchrotron Radiation and Computer Simulation”………… 42「放射光／シミュレーションを活用した低燃費タイヤ開発」
Hiroyuki Kishimoto (Sumitomo Rubber Industries, Ltd., Japan)
岸本 浩通（住友ゴム工業株式会社）“Carbon Fiber Composites, Developments and Applications”………………………………………………………… 44「炭素繊維複合材料の開発と用途展開」
Makoto Endo (Toray Industries, Inc., Japan）
遠藤 真（東レ株式会社）

【Special Lecture / 特別講演】【Special Lecture / 特別講演】

“Thailand S&T in Transition”「タイにおける科学技術政策」

Pichet Durongkaveroj（Minister, Ministry of Science and Technology, Thailand / タイ王国科学技術大臣）

3Thailand S&T in Transition
Pichet Durongkaveroj
Minister, Ministry of Science and Technology, Thailand

4Dr. Pichet Durongkaveroj
Minister, Ministry of Science and Technology, Thailand

Dr. Pichet Durongkaveroj is Thailand Minister of Science and Technology. Before his appointment as the
Minister, Dr. Durongkaveroj has long history of work in the field of public policy. He played a crucial rolein the design of many national and international policies including ICT, e-commerce, higher education,science and technology, and most recently innovation. His recent work in the area of science, technology
and innovation (STI) includes the drafting of Thailand’s national STI policy, research and development
investment policy, climate change mitigation and adaptation, inclusive innovation and the internalizationof STI.
Alumni of the Wharton School, University of Pennsylvania in Public Policy and Management, Dr.
Durongkaveroj was the first secretary-general or director-general of the National Science, Technology andInnovation Policy Office, Knowledge Network Institute of Thailand, Information Technology Committee
Secretariat, and e-Commerce Resource Center. He chaired the e-ASEAN Working Group for two years.
Field of Experience:
Public Policy, Science Technology and Innovation Policy, Education Policy, Information andCommunications Technology Policy
Education :• Ph.D. (Public Policy and Management), the Wharton School, University of Pennsylvania, USA• M. Eng. Sc. (Applied Solar Energy), Trinity University, USA• B.E. (Electrical Engineering), University of New South Wales, Australia
Past Positions:• Secretary General, National Science, Technology and Innovation Policy Office, Ministry of Scienceand Technology• Executive Director, Knowledge Network Institute of Thailand• Director, Policy Innovation Center, King Mongkut’ s University of Technology Thonburi• Chairman, e-ASEAN Working Group• Director, National Information Technology Committee Secretariat

5

【Plenary Lecture Ⅰ / 基調講演 Ⅰ】【Plenary Lecture Ⅰ / 基調講演 Ⅰ】

“Plasmonics: Manipulating Nano with Light”「プラズモニクス：光でナノを操る科学」

Satoshi Kawata (Osaka University, Japan)
河田 聡（大阪大学）

9

Plasmonics: Manipulating Nano with Light
Satoshi Kawata
Osaka University, Japan10

Dr. Satoshi Kawata
Osaka University, Japan<CV>
Satoshi Kawata received his BSc, Msc, and PhD all in Applied Physics in 1974, 76, and 79,
respectively from Osaka University. After the experience of postdoctral fellow of JSPS, hespent two years in University of California, at Irvine as a Research Associate. He joined in
Osaka University as a faculty member in 1981 and was promoted to a Professor of Applied
Physics in 1993. He joined RIKEN as a Chief Scientist from 2002 to 2012. Professor
Kawata is now the Distinguished Professor of Departments of Applied Physics and Frontier
Bioscience at Osaka University, and a Fellow of OSA, IOP, SPIE, and JSAP. He is currently
the President of JSAP (Japan Society of Applied Physics), and has served as General Chair of
SPIE Nano Science and Engineering.
He is one of the pioneers in near field optics (the inventor of tip-enhanced near-fieldmicroscopy), three-dimensional microscopy (laser CT microscopy, 3D data storage),plasmoics (SPR sensors, plasmon holography, plasmon laser, plasmonic microscopy), twophoton engineering (two-photon polymerization, two-photon isomerization, two-photon
photorefraction, two-photon SPP, etc), bio-imaging, and signal recovery.
He has authored/edited more than 30 books and published more than 380 papers with h-index
54, and was awarded the Medal with Purple Ribbon from the Emperor of Japan, Japan IBM
Science Award, LVMH da Vinci Excellence, Shimadzu Award, and many others. The “8-micronbull” fabricated with his invented two-photon technology has been awarded in Guinness
World Record Book 2004 Edition.

11

Session 1【Computer-driven Materials Design / コンピュータ主導材料設計】

Session 1【Computer-driven Materials Design /コンピュータ主導材料設計】

“Accelerating Materials Discovery through the Materials
Genome Project”「マテリアルゲノムによる材料イノベーションの加速」

Gerbrand Ceder (Massachusetts Institute of Technology, U.S.A)

15

Accelerating Materials Discovery through the Materials
Genome Project
Gerbrand Ceder

Gerbrand Ceder, Department of Materials Science and Engineering, Massachusetts Instituteof Technology.
Novel materials design has become a critical capability to address several urgent societal
problems. The Materials Genome Project, originally started at MIT (www.materialsproject.
com), and currently operated at Lawrence Berkeley National Laboratory has as its objective
to use high-throughput first principles computations on an unparalleled scale to provide basic
materials property data on all known and many potential new inorganic compounds, thereby
accelerating the search for new materials. I believe it is possible to within ten years determine
most of the intrinsic properties of all known compounds, thereby generating the Materials
Genome. This is expected increase novel compound discovery as well as accelerate thedevelopment of quantitative higher length-scale models.
I will show successful examples of high-throughput calculations in the field of lithium
batteries, and show several new materials that have been discovered. I will discuss the
public release version of the Materials Genome project, which is making large quantities ofcomputed data freely available to the materials community.

16

Prof. Gerbrand Ceder
Massachusetts Institute of Technology, U.S.A
R.P. Simmons Professor of Materials Science and Engineering
MIT, Bldg 13-5056, 77 Massachusetts Ave., Cambridge, MA 02139
OFFICE 617.253.1581 GCEDER@MIT.EDU<CV>
EDUCATION AND TRAINING
University of Leuven, Belgium		
University of California, Berkeley

Metallurgy/Applied Materials Science		
Materials Science and Engineering		

Engineer,1988
PhD, 1991

RESEARCH AND PROFESSIONAL EXPERIENCE
Professor			Massachusetts Institute of Technology			2000-present
Associate Professor		
Massachusetts Institute of Technology			
1995-2000
Massachusetts Institute of Technology			
1991-1995
Assistant Professor		
Teaching Assistant		
University of California, Berkeley			
1989
RESEARCH ACTIVITY: Materials design through first-principles computations and selected experiments. Focus on materials for energy, including
energy storage, solar and thermoelectrics. Materials Genome and high-throughput computation. Data mining and statistical learning in materials science;
Nucleation and formation of materials and metastability.
SELECTION OF PUBLICATIONS (338 PUBLICATIONS IN TOTAL)
K.A. Persson, G. Ceder, World Changing Ideas, Scientific American, 309 (6), 34-40 (2013).
J. Lee, A. Urban, X. Li, D. Su, G. Hautier, G. Ceder, Unlocking the Potential of Cation-Disordered Oxides for Rechargeable Lithium Batteries, Science, 343(6170), 519-522 (2014).
G. Hautier, A. Miglio, G. Ceder, G-M Rignanese, X. Gonze, Identification and Design Principles of Low Hole Effective Mass P-type Transparent Conducting
Oxides, Nature Communications, 4, 2292 (2013).
K.A. Persson, B. Waldwick, P. Lazic, G. Ceder, Prediction of Solid-Aqueous Equilibria, Phys. Rev. B, 25, 235438 (2012).
R. Malik, F. Zhou, G. Ceder, Kinetics of Non-Equilibrium Lithium Incorporation in LiFePO(4), Nature Materials, 10 (8), 587-590 (2011).
Y.J. Lee, H. Yi, W-J Kim, K. Kang, D.S. Yun, M.S. Strano, G. Ceder, and A.M. Belcher, Fabricating Genetically Engineered High-Power Lithium Ion
Batteries Using Multiple Virus Genes, Science, 324 (5930), 1051-1055 (2009).
K. Kang, Y.S. Meng, J. Bréger, C. Grey, G. Ceder, Electrodes with High Power and High Capacity for Rechargeable Li Batteries, Science, 311, 977-980 (2006).
B. Kang, G. Ceder, Battery Materials for Ultrafast Charging and Discharging, Nature, 458 (7235), 190-193 (2009).
G. Hautier, A. Jain, S.P. Ong, B. Kang, C.J. Moore, R. Doe, G. Ceder, Phosphates as Lithium-Ion Battery Cathodes: An Evaluation Based on HighThroughput Ab Initio Calculations, Chemistry of Materials, 23 (15), 3495-3508 (2011).
F. Zhou, T. Maxisch, G. Ceder, Configurational Electronic Entropy and the Phase Diagram of Mixed-Valence Oxide: The Case of LixFePO4, PhysicalReview Letters, 97, 155704 (2006).
A. Jain, G. Hautier, C.J. Moore, S.P. Ong, C.C. Fischer, T. Mueller, K. Persson, G. Ceder, A High-Throughput Infrastructure for Density Functional Theory
Calculations, Computational Materials Science, 50 (8), 2295-2310 (2011).
J. Hafner, C. Wolverton, G. Ceder (Guest Editors), Toward Computational Materials Design: The Impact of Density Functional Theory on Materials
Research, MRS Bulletin, 31 (9), 659-668 (2006).
H-FACTOR: 73 Google Scholar; 61 Thomson Reuters.
PATENTS: About 20 filed or issued.
SYNERGISTIC ACTIVITIESFounder, Pellion Tech: A start-up company that uses high-throughput computational materials science techniques to design Mg-intercalation cathodes forhigh energy density storage; Co-Founder, Materials Project (www.materialsproject.org); Founder, Computational Modeling Consultants; Developed webcast
Graduate Subject in Computational Materials Science, freely available in multi-media format since November 2005. http://ocw.mit.edu. Look for course 3.320.
Receives over 15,000 unique hits per quarter; Screening Editor for Science (BORE), 2005-2010.
HONORS AND AWARDSMRS Gold Medal, 2009; Graduate Teaching Award, MIT School of Engineering (2007); Graduate Council Teaching Award (2006); Calphad Best Paper
Award (2006); Battery Research Award, ECS (2004); Best Graduate Teaching Award, MIT (2003); R.P. Simmons Professor (2003 - ); Union Minière Faculty
Chair (1999-2001); Fellow Singapore-MIT Alliance (1999-2006); Res Metallica Chair, K.U. Leuven (1999); Robert Lansing Hardy Award (1996), given to aperson under 30 years of age who shows exceptional promise for a successful career; CAREER Award, NSF (1995); Charles Reed Faculty Initiative Award,
MIT (1993); Visiting Professor in the Post-Graduate Physics Program, KUL, Belgium (January 1993); André Deruyttere Prize for best publication (1992);
AT&T New Research Award (1992); Fellow of the Belgian-American Educational Foundation; Proctor and Gamble Technical Thesis Award (1988).
OUTSIDE LEADERSHIP: Co-director of the Materials Project. Directorate of JCESR (Joint Center for Energy Storage). CTO Pellion Technologies (Spring2012). Advisor to the Office of Strategic R&D Planning of the Korean Government (-2012). Served as a member of the American Physical Society’s study
on Critical Elements for Energy Technologies, and as Sub-Panel leader, DOE workshop on Basic Science Needs for Energy Storage (April 2007).
PROFESSIONAL ORGANIZATIONS AND SERVICE: Member of MRS, ACS, TMS, ECS; Member of Award Committees: Von Hippel Award (MRS),
Battery Research Award (ECS), TMS Environmental Award (TMS), Aneesur Rahman Prize (APS); Regular organizer of symposia at ECS, MRS and TMS.
Member of Editorial Board for Chemistry of Materials and for New Journal of Physics.

17

Gerbrand Ceder is a Professor of Materials Science and Engineering at the Massachusetts Institute ofTechnology. He received an Engineering degree from the University of Leuven, Belgium, and a Ph.D. in
Materials Science from the University of California at Berkeley in 1991. Dr. Ceder’s research interests
lie in the computationally driven design of novel materials for energy generation and storage, including
battery materials, thermoelectrics, photovoltaics, and photocatalysts. He has worked for 20 years in the
Li-battery field, optimizing several new electrodes materials and has regularly served as scientific advisor
to companies and investors in this area. He has published over 335 scientific papers, and holds several
U.S. patents. He has served on MIT’s Energy Council as well as on several DOE committees, including
the workgroup preparing the Basic Needs for Electrical Energy Storage report. Dr. Ceder has received
the MRS Gold Medal, the Battery Research Award from the Electrochemical Society for his work onunderstanding battery materials, the Career Award from the National Science Foundation, and the RobertLansing Hardy Award from The Metals, Minerals and Materials Society, as well as several teaching
awards at MIT. He is a co-founder of Computational Modeling Consultants, Pellion Technologies, and of
The Materials Project, which provides computed materials property data to the research community. Dr.
Ceder’s work on high-throughput computing was the inspiration of the Presidential Materials Genome
Initiative.

18

Session 2【Activities of Nanotechnology Platform / ナノテクノロジープラットフォーム活動概要】

Session 2【Activities of Nanotechnology Platform /ナノテクノロジープラットフォーム活動概要】

Research Topics of Nanotechnology Platform
平成 25 年度秀でた利用 6 大成果
Award Ceremony / 表彰式
Research Achievements and others
平成 25 年度秀でた利用 6 大成果他
Poster Presentation /Activities of Nanotechnology Platform
ポスター発表／ナノテクノロジープラットフォームの実施概要及び
利用成果

21

Session 3【Progress of Advanced Measurement and Analysis / 先端計測・解析技術の進展】

Session 3【Progress of Advanced Measurement andAnalysis / 先端計測・解析技術の進展】

“Development of an Environmental High-Voltage Electron
Microscope and its Application to Nano and Bio-Materials”「反応科学超高圧電子顕微鏡の開発とナノ、バイオ材料への応用」

Nobuo Tanaka (Nagoya University, Japan)
田中 信夫（名古屋大学）“Live Cell Nano-Imaging Free from Radiation Damage by Using
X-Ray Free-Electron Laser”「X 線自由電子レーザーによる放射線損傷のない生細胞ナノイメージング」

Yoshinori Nishino (Hokkaido University, Japan)
西野 吉則（北海道大学）

25

Development of an environmental high-voltage electron
microscope and its application to nano and bio-materials
Nobuo Tanaka
Ecotopia Science Institute and Graduate School of Engineering, Nagoya University
Chikusa-ku, Nagoya, 464-8603, Japan

Recently, energy and environmental problems have become important concerns, and these
problems can be resolved through ‟green technology” or ‟green manufacturing”[1]. Attention mustbe paid to these concerns from the first step of the development of materials and devices, because
the cost of the previous methods for estimations and treatments after production is higher, and they
may not be environmentally friendly. To properly assess the development of materials and devices,
samples need to be analyzed under actual usage/reaction conditions. For this purpose, the necessityof environmental and in-situ observation is increased for structural and elemental analysis.
Transmission electron microscopy (TEM) is one of the most effective methods for the analysis
of nano-materials with atomic dimensions. However, there are several limitations in TEM suchas (1)the requirement that the thickness of samples should be less than less than 0.1 μm, (2)therequirement that samples should be placed in vacuum and (3)the generation of projected imagesof samples instead of three-dimensional structural information. Since 2007, a new high-voltage
scanning transmission electron microscope (HV-STEM) equipped with an open-type environmental
cell, large tilting holders, high-sensitivity TV cameras and an imaging filter for electron energy loss
spectroscopy(EELS) and energy-filtered imaging has been developed at Nagoya University; this
instrument has been named ‟Reaction Science High-Voltage Electron Microscope (RSHVEM)”[2].
In this paper, we describe the details and some applications by using this instrument[3-5].
Acknowledgement should be made to Dr. S. Arai and Profs. M. Kusunoki, J. Usukura, S. Mutoh, T.
Tanji, and K. Sasaki of Nagoya University and collaborated researchers in other universities

References[1] D. Dornfeld, ‟Green manufacturing” (Springer, 2012)[2] N. Tanaka et al., Microscopy, 62 (2013), 775.
[3] T. Fujita et al., Nature Mater., 11 (2012), 775.
[4] J. Yamasaki et al., 63(2014), 345.
[5] K. Murata et al., Ultramicroscopy, 146(2014), 39

26

Nobuo Tanaka
Director and Professor of Ecotopia
Science Institute, Nagoya University

1973

Graduated from Department of Applied Physics, Nagoya University

1978

Graduated from Graduate School of Engineering, Department of Applied
Physics, Nagoya University. Ph. D of Applied Physics on High Resolution
Electron Microscopy.

1979

Assistant Professor of Department of Applied Physics, Nagoya University.

1983-1985 Visiting Researcher of Arizona State University.
1990

Associate Professor of Nagoya University.

1999

Professor of Nagoya University.

2002

Professor of Center for Integrated Research of Science and Engineering
Nagoya University.

2006

Professor of Ecotopia Science Institute, Nagoya University.

2012

Director of Ecotopia Science Institute, Nagoya University.

2014

Award from the Minister of Education, Science and Technology on “Developmentof Reaction Science HVEM”

27Live cell nano-imaging free from radiation damage
by using X-ray free-electron laser
1

Yoshinori Nishino

1

Research Institute for Electronic Science, Hokkaido University,
Kita 21 Nishi 10, Kita-ku, Sapporo 001-0021, Japan

Abstract
We succeeded in imaging of a living cell before suffering from radiation damage by using X-ray freeelectron laser (XFEL) facility, SACLA. The cell image quantitatively reveals the internal nano-scale structures.
I. INTRODUCTION
Coherent diffractive imaging (CDI) is a growing field in photon science. It requires no objective lensfor image formation, but numerically reconstructs object images from the coherent diffraction data. It isadvantageous for X-rays, for which it is difficult to fabricate lenses with a high numerical-aperture. CDI has been
demonstrated to be a powerful tool to visualize cells and organelles using synchrotron radiation [1,2]. Emerging
XFELs further extends the ability of CDI to achieve spatial resolution beyond the conventional radiation-damage
limitation. For femtosecond pulsed XFELs, X-ray interaction with the sample occurs before radiation damage
becomes obvious.
II. RESULTS
We performed live cell nanoimaging using a Japanese XFEL
facility SACLA. We employed thepulsed coherent X-ray solution
scattering (PCXSS) method, aform of X-ray CDI, developed byour group [3,4]. A unique featureof the PCXSS method is to keep
solution sample with controlledenvironment in micro-liquid
enclosure array (MLEA) chips
we developed. We succeeded inreconstructing a live cell image
Fig. 1 Live cell nano-imaging free-from radiation damage by using XFEL
from a coherent diffraction pattern
recorded with a single-shot XFEL. The reconstructed image quantitatively reveals the internal structures, e.g.
high image intensity structure indicative of dense DNA [4]. The PCXSS method can also be effectively applied
to nano-level imaging of materials functional in solution.
References[1] J. Miao, K. O. Hodgson, T. Ishikawa, C. A. Larabell, M. A. Le Gros, and Y. Nishino, Proc. Natl. Acad. Sci.
USA 100 (2003), pp. 110–112.
[2] Y. Nishino, Y. Takahashi, N. Imamoto, T. Ishikawa, and K. Maeshima, Phys. Rev. Lett. 102 (2009), 018101.
[3] J. Pérez and Y. Nishino, Curr. Opin. Struct. Biol. 22 (2012), pp. 670–678.
[4] T. Kimura, Y. Joti, A. Shibuya, C. Song, S. Kim, K. Tono, M. Yabashi, M. Tamakoshi, T. Moriya, T. Oshima, T.
Ishikawa, Y. Bessho, and Y. Nishino, Nature Commum. 5 (2014), 3052.

28

Yoshinori Nishino, Ph.D
Professor & Member of Board of Directors
Research Institute for Electronic Science,
Hokkaido University
Kita 21 Nishi 10, Kita-ku, Sapporo 001-0021, JAPANTEL: +81-11-706-9354
E-mail: yoshinori.nishino@es.hokudai.ac.jp
URL: http://cxo-www.es.hokudai.ac.jp/

Yoshinori Nishino completed his PhD at Osaka University in 1996 with a theoretical study ofquarks and gluons in hadrons. He joined the Japan Synchrotron Radiation Research Institute (JASRI)
at SPring-8 in 1996. From 1998 to 2000, he worked at the Hamburger Synchrotron Strahlungslabor(HASYLAB) at the Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) as a guest scientist where heresearched atomic-resolution X-ray holography, both in experiments and theory. In 2001, he joined
RIKEN at SPring-8 where he performed pioneering work in biological coherent diffractive imaging.
In 2010, he joined Hokkaido University as a professor. He recently completed single-shot live cell
imaging using the Japanese X-ray free-electron laser (XFEL) facility at SACLA.
Academic background:
1991
Bachelor of Science, Tokyo University of Science
Master of Science, Osaka University
1993
1996
Doctor of Science, Osaka University
Professional career:
1996 – 2001
Researcher, Japan Synchrotron Radiation Research Institute (JASRI)
1998 – 2000
Guest Scientist, Hamburger Synchrotronstrahlungslabor (HASYLAB)		at Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)
2001 – 2010
Researcher, RIKEN SPring-8 Center
Professor, Research Institute for Electronic Science (RIES), Hokkaido University
2010 – Present
Research interests:
Coherent Diffractive Imaging (CDI), Bioimaging, Ultrafast Imaging, Coherent X-rays, Synchrotron
Radiation, Free-Electron Lasers (FELs)

29

【Plenary Lecture Ⅱ / 基調講演 Ⅱ】【Plenary Lecture Ⅱ / 基調講演 Ⅱ】“Materials Breakthrough for Innovative Mobility Society”「材料技術が切り拓く革新的クルマ社会」

Susumu Umemura (Toyota Motor Corporation, Japan)
梅村 晋（トヨタ自動車株式会社）

33

Materials Breakthrough for Innovative Mobility Society
Susumu Umemura
Toyota Motor Corporation, Japan34

Susumu Umemura
TOYOTA MOTOR CORPORATION
Toyota-cho,Toyota,Aichi, 471-8572 Japan<Present post>
General Manager
Material Engineering Management Dept.
Material Engineering Field<The last educational background>
Masters Degree Course in Nagoya University
Engineering Graduate Course Chemical Engineering Specialty<Main Work Experience>
April, 1986		

TOYOTA MOTOR CORPORATION entering a company

			

I assign it to Materials Engineering Division

January, 1993

Production Engineering Division

January, 1996

Materials Engineering Division

July, 2005		

General Manager, Paint & Finishing Design Dept.

January, 2010

General Manager, FP Division

January, 2014

to present

35Session 4【Materials for Automobiles / 自動車用材料】

Session 4【Materials for Automobiles / 自動車用材料】

“Dy-Free High Coercivity Neodymium Based Permanent Magnets
for Automotive Applications”「希少元素をつかわない自動車用永久磁石材料の開発」

Kazuhiro Hono (National Institute for Materials Science, Japan)
宝野 和博（物質・材料研究機構）“Research of Fuel-Efficiency Tire Rubber Material with
Synchrotron Radiation and Computer Simulation”「放射光／シミュレーションを活用した低燃費タイヤ開発」

Hiroyuki Kishimoto (Sumitomo Rubber Industries, Ltd., Japan)
岸本 浩通（住友ゴム工業株式会社））“Carbon Fiber Composites, Developments and Applications”「炭素繊維複合材料の開発と用途展開」

Makoto Endo (Toray Industries, Inc., Japan）
遠藤 真（東レ株式会社）

39

Dy-FREE HIGH COERCIVITY NEODYMIUM BASEDPERMANENT MAGNETS FOR AUTOMOTIVE APPLICATIONS
K. HonoElements Strategy Initiative Center for Magnetic Materials (ESICMM),
National Institute for Materials Science,
1-2-1 Sengen, Tsukuba, 305-0047, JapanThe Nd-Fe-B based permanent magnets for traction motors of (hybrid) electric vehicles contain
substantial amount of Dy for attaining high coercivity. Due to the recent concern of the scarce
supply of heavy rare earth elements (HRE), finding a way to increase the coercivity without using
Dy has become the center of permanent magnet research in Japan. In this talk, we will discuss why
only Nd-Fe-B based permanent magnets can meet the requirement as high performance magnets forsuch applications. Then we will give an overview on our recent efforts towards the development ofhigh coercivity Dy-free Nd-Fe-B permanent magnets. Finally, we will report our recent finding of anew permanent magnet compound, NdFe12N, whose intrinsic magnetic properties were found to besuperior to those of Nd2Fe14B.
The coercivity of Nd-Fe-B sintered magnets is empirically known to increase with decreasing
grain size. Although the average grain size of hot-deformed anisotropic magnets is one orderof magnitude smaller than that of commercial sintered magnets, their coercivities were only
comparable to those of Nd-Fe-B sintered magnets. One possible reason for the disappointedly
low coercivity for their fine grain size is the exchange coupling of the Nd2Fe14B grains through aferromagnetic intergranular phase. Recently, we succeeded in enhancing coercivity substantiallyby diffusing low temperature RE-TM eutectic alloys to HDDR magnets [1,2] and hot-deformed
magnets through grain boundaries, e.g., 2.3 T using Nd70Cu30 [2] and 2.6 T using Pr70Cu30 [3]as diffusion sources. However, these coercivity enhancements were achieved at the expense of
remanence. We noticed volume expansion occurs only in the c-axis direction when the eutectic
diffusion process was applied to bulk hot-deformed magnets [3]. Based on this, we have appliedan expansion constraint during the eutectic diffusion process using Nd70Cu30 alloy to minimize
the remanence loss for the coercivity enhancement, Fig. 1 [4]. The hot-deformed magnet that was
diffusion-processed under an
expansion constraint exhibited
μ 0 H c ~2 T, µ 0 Mr=1.36 T and(BH) max = 358 kJ/m 3 at room
temperature. Because of the
low temperature coefficient of
coercivity of the ultrafine grainsize, the magnet showed (BH)
max ~ 191 kJ/m 3 at 200°C, Fig. 1. Demagnetization curves of Nd-Cu diffusion process hot-deformed
which outperform the 4% Dy- Nd-Fe-B magnets and their microstructure observed by SEM.
containing sintered magnets.
Although further improvement of the coercivity of Nd-Fe-B may solve the current industrial
issue related to HRE, one longstanding question in the permanent magnet community was whether
or not there is a new magnetic compound that outperforms Nd2Fe14B, the main phase of Nd-Fe-B
magnets. We recently succeeded in synthesizing ThMn12-type NdFe12 compound in the thin filmthat was epitaxially grown on a W underlayer deposited on a MgO(001) substrate. By nitriding the40

NdFe12 film, a hard magnetic NdFe12N film
was successfully synthesized, whose intrinsic
hard magnetic properties were demonstrated
to be superior to those of Nd 2 Fe 14 B. The
NdFe12N compound requires less amount ofrare earth element, so is expected to be a new
rare-earth saving magnet. Since the phasedecomposes above 550°C, bulk processing of
this compound is expected to face difficulties.
Fig. 2 Temperature dependent anisotropy field and
The next step toward the development of a magnetization of the NdFe12Nx compound. For comparison,
NdFe 12N magnet is the establishment of a the values of Nd2Fe14B compound are also shown.
processing route to synthesize a large quantityof powders. This research has just started; however, the discovery of a new magnetic compoundsuperior to Nd2Fe14B for the first time in 32 years reinvigorates the area.
This work was in part supported by JST, CREST.
References
1. H. Sepehri-Amin, T. Ohkubo, T. Nishiuchi, N. Nozawa, S. Hirosawa, K. Hono, Scripta Mater. 63 (2010) 1124.
2. H. Sepehri-Amin, T. Ohkubo, S. Nagashima, M. Yano, T. Shoji, A. Kato, T. Schrefl, K. Hono, Acta. Mater. 61 (2013)
6622.
3. T. Akiya, J. Liu, H. Sepehri-Amin, T. Ohkubo, K. Hioki, A. Hattori and K. Hono, J. Appl. Phys. 115, 17A766 (2014).
4. T. Akiya, J. Liu, H. Sepehri-Amin, T. Ohkubo, K. Hioki, A. Hattori, K. Hono, Scripta Mater. 81, 48 (2014).
5. Y. Hirayama, Y.K. Takahashi, S. Hirosawa, K. Hono, Scripta Mater. 95, 70 (2015).

Kazuhiro Hono received his BS (1982) and MS (1984) degrees in Materials Science at Tohoku
University and a Ph.D. degree in Metals Science and Engineering at the Pennsylvania State University
in 1988. After working as a post doc at Carnegie Mellon University for a year, he became a research
associate at the Institute for Materials Research, Tohoku University in 1990. He moved to the National
Research Institute for Metals (currently National Institute for Materials Science, NIMS) as a seniorresearcher in 1995, and is now a NIMS Fellow and the Director of the Magnetic Materials Unit. He is also
a professor in Materials Science and Engineering at the Graduate School of Pure and Applied Sciences at
the University of Tsukuba. His major research interest is microstructure-property relationships of metallic
materials, in particular magnetic materials. He received TMS Fellows Award, the Japan Institute of Metals
Distinguished Achievement Award in 2011, and the Magnetic Society of Japan's Achievement Award in
2013. He has been editor of Acta Materialia and principal editor of Scripta Materialia for over 10 years.

41

Research of Fuel-efficiency Tire Rubber Material with
Synchrotron Radiation and Computer Simulation
1

Hiroyuki Kishimoto

1

Sumitomo Rubber Industries, Ltd.,
1-1, 2-chome, Tsutsui-cho, Chuo-ku, Kobe 651-0071, Japan

Abstract
Rubber filled with nanoparticles such as carbon black and silica shows reinforcement effects.
The increase of hysteresis loss enhances the grip performance of tire, while it decreases therolling resistance of tire. It is considered that these properties of rubber composite are concernedwith the hierarchical structure formed by nanoparticles; however, the precise mechanism has
not been clarified. To develop the low rolling tire rubber, we performed the structural analysis ofhierarchical structure of nanoparticles with 2D-USAXS / SAXS measurement. 2D-USAXS / SAXS
measurement was carried out at SPring-8.
I. INTRODUCTION
Tire rubber is a complex material system (Fig. 1), consisting of polymers, fillers (carbon blackand silica), plasticizers, additive agents and cross-linking agents. In addition, frequent use ofsilica as a means of reducing tire rolling resistance in recent years has also led to the use of silane
coupling agents as well as functionalized polymers with functional polymer groups that readily
bond with silica in order to increase the dispersion of silica particles within the polymer. All ofthese materials form heterogeneous structures across the nanometer through micron scale that isexpressed in the physical properties of rubber. In order to develop rubber materials for fuel-efficienttires, Sumitomo Rubber Industries has been focusing our research on the hierarchical structuresof silica particles, which contribute greatly to both tire rolling resistance and grip performance.
In order to analyze the three-dimensional structures of silica particles, we have been using theSPring-8 synchrotron radiation facility for two-dimensional ultra-small-angle/small-angle X-ray
scattering (2D-USAXS / SAXS) analysis [1].

Fig. 1 Hierarchical Structures Formed within Tire Rubber

II. EXPERIMENTAL
We performed the structural analysis of hierarchical structure of nanoparticles with 2D-USAXS/ SAXS measurement. 2D-USAXS / SAXS measurement was carried out at SPring-8. 2D-USAXS
experiments were performed at BL20XU with the camera length of 160.5 m, and 2D-SAXS
experiments were performed at BL03XU with that of 3 m. With this setting, we can obtain the
structural information such as the agglomerate size, the aggregate size and the primary particle size
from 1.9 x 10-3 to 1 nm-1 by combining these data.
42III. RESULTS
Size%
of%High+order%agglomerate%
高次凝集構造We have determined that the aggregation
structures of silica at the sub-micron level
10
Mass%fractal%
質量フラクタル
are closely related to rolling resistance10
質量フラクタル(Fig. 2) and, through thorough analysis
10
Mass%fractal%Size%of%agglomerate%
二次凝集構造:Rg
using advanced computer simulations,10
we have succeeded in identifying the10
一次凝集構造: Rg
locations at which energy loss occurs when
10
Size%
of%
aggregate%a tire is rolling. In order to suppress this
表面フラクタル
Surface%fractal%10energy loss, we have utilized multi-scale
10
0.001
0.01
0.1
1
simulations in the molecular development
Scattering Vector q / nmof functional polymer groups that bondFig.2 2D-USAXS image (upper left), 2D-SAXS image (lower
with silica, thereby allowing us to freelyleft) and 1D scattering profile (right)
control the aggregation structures of silica.
As a result, we have succeeded in developing tire rubber that achieves a 39% reduction in energy
loss [2][3].
1615Intensity / a.u.

14

13

12

11

10

9

-1

Fig.3 Multi-scale simulations of rubber
References[1] H. Kishimoto, et al., Rubber Chemistry & Technology, 81, 541-551 (2008).
[2] http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/press_release/2011/111212/[3] http://www.srigroup.co.jp/corporate/policy/measure_05_2.html<CV>
Hiroyuki Kishimoto joined Sumitomo Rubber Industries in 1998, where he belonged to
the Chemical Analysis Center, R&D HQ. Starting in 2001, I began utilizing various kinds ofsynchrotron X-ray techniques at SPring-8, such as XAFS, SAXS, and X-ray imaging in order toclarify the origins of mechanical properties of rubber composites. I started the material researchof tire rubber at the Material & Process Technology Research Department. In 2010, I joined theMaterial R&D HQ. Since 2010, he has taken charge of both the computer simulation group andthe structural analysis group with synchrotron radiation and neutrons. I completed my PhD at the
University of Tokyo.

43

Carbon Fiber Composites, Developments and Applications
Makoto Endo
Composite Materials Research Laboratories, Toray Industries, Inc.,
1515 Tsutsui, Masaki-cho, Iyo-gun, Ehime, 791-3193, Japan,
Abstract
The invention of PAN based carbon fiber dates back to the 1960s and ever since it has been
widely used in sporting goods, aerospace, automotive, and industrial applications. This paper briefly
describes the developments, commercialization, and applications of the carbon fibers.
I. SHORT HISTORY OF PAN BASED CARBON FIBER
PAN based carbon fibers were invented in the 1960s, and ever since the commercialization
for sporting goods in the early 1970s, their market has expanded dramatically. In 1980's, they
were selected for primary structures of aircrafts and also successfully introduced into sporting
applications such as tennis rackets and golf shafts. These various domains contributed to the market
expansion of carbon fiber materials. Since late 1990s, these applications have been expanding inaerospace, automotive and industrial applications such as civil engineering applications shown infigure 1 (1). The market is now expected to reach over 100,000 tons/year in late 2010’s, while it
was only several thousand tons/year in early 1970s.

Fig.1. Carbon fiber market since 1970s

II. DEVELOPMENTS
During this market growth, the fundamental mechanical properties of carbon fibers such as
tensile strength and modulus have greatly improved. The strength of the first commercialized
carbon fibers was known to be less than 4GPa has currently doubled in strength. Carbon fibersthat have higher tensile properties have been recorded at lab scales. This improvement in fiber
properties has a direct relationship with the size of the defects in the carbon fibers. For the first44

commercialized carbon fibers, the defect size on the carbon fiber surface was almost micro size.
As further R&D was conducted, these surface defects were improved down to sub-micron size andcurrently improved to nanosize. These carbon fiber grades show higher tensile strength and aremainly used for aircraft primary structures, space applications and high performance automobilesand exclusive sporting goods.
III. APPLICATIONSAs previously described, developments of carbon fiber also expanded into other applications.
The utilization of high strength carbon fiber for aircraft primary structure was a milestone eventin the aerospace industry (2). This was due to the high specific strength compared to glass fibers
and other metals which lead to reduction of aircraft weight and improvement of fuel efficiency.
This advantage has recently been focused due to the world’s interest in global warming issues
and fossil resource shortage. For example almost all parts of the Boeing 787 were made of carbon
fiber composites. Recently, carbon fiber materials have also been used in automotive and industrial
applications, for example, PC chassis, cable core, and renewable energy solutions. In order to breakthrough in these market segments, not only the development of carbon fiber is important, but alsoinnovations in the matrix resin, intermediate materials such as fabric, and molding technologies are
essential. This trend will continue and therefore current technologies need further implementation
for cost reduction and higher production rate to be competitive in the market
CONCLUSIONS
A short history of carbon fibers’ developments and their applications are introduced briefly inthis paper. The development and expansion of carbon fibers are expected to continue contributing tosociety by improving fuel efficiency and saving global resources.
References
1. Toray Investors Relation seminar, Toray’s business strategy for carbon fibre composite materials. September 21,(2012).
2. Odagiri, N., Muraki T. and Tobukuro, K., (1988), Toughness Improved High Performance TORAYCA Prepreg
T800H/3900 Series, 33rd International SAMPE Symposium, 272-283.

<CV>Work Experience"1990-Present Toray Industries, Inc." (Position: General manager /Composite Materials Reserch Laboratories)
Education
Master of Science in Osaka City University, March 1989
Publications
Seni to Kogyo, Vol. 67, No. 8 (2011)、Kinouseiseni no Saishingijyutu(2009)
Plastic Age (2009)、Settyaku, Vol. 44, No. 10 (2008)
Kogyozairyo, Vol. 56, No. 8 (2008)45

Poster Presentation / ポスター発表

Poster Presentation / ポスター発表

【文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム】≪平成 25 年度「秀でた利用 6 大成果」≫
6 大 -1

微細加工 PF：北海道大学「パルス状コヒーレント X 線溶液散乱法のための溶液試料ホルダの開発」
木村隆志 a、城地保昌 b、別所義隆 c、西野吉則 a（a 北海道大学、b 理化学研究所、c 高輝度光科学研究センター )6 大 -2

微細構造解析 PF：物質・材料研究機構「YBCO 高温超電導体の TEM 内結晶成長のその場観察」
Rebecca Boston1, Zoe Schnepp1, Yoshihiro Nemoto2, Yoshio Sakka2, Simon R. Hall1（1University of Bristol, 2National Institute for Materials Science)

6 大 -3

微細構造解析 PF：産業技術総合研究所「弾性応力下におけるマルテンサイト鋼中の水素起因格子欠陥の形成促進と水素脆化」
土信田知樹 a、鈴木啓史 a、高井健一 a、大島永康 b、平出哲也 c（a 上智大学、b 産業技術総合研究所、c 日本原子力研究開発機構 )6 大 -4分子・物質合成 PF：北陸先端科学技術大学院大学「植物培養細胞を利用した有用たんぱく質合成技術の開発」
森正之（石川県立大学）

6 大 -5分子・物質合成 PF：自然科学研究機構 分子科学研究所「内包フラーレン分子錯体の特徴的分子磁性の ESR 測定」
森中裕太 a、佐藤悟 b、若宮淳志 a、二川秀史 b、溝呂木直美 b, 田邊史行 a、村田理尚 a、小松紘一 a、古川貢 c、加藤立久 a、永瀬茂 a、赤阪健 b、村田靖次郎 a（a 京都大学、b 筑波大学、c 分子科学研究所）

6 大 -6分子・物質合成 PF：名古屋工業大学「フッ化物薄膜を用いた真空紫外光源」
小野晋吾 a、種村眞幸 a、福田健太郎 b、須山敏尚 b、柳田健之 c、吉川彰 d（a 名古屋工業大学、b 株式会社トクヤマ、c 九州工業大学、d 東北大学）≪ナノテクノロジープラットフォームプロジェクトの全体概要≫
事業

文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業概要≪ナノテクノロジープラットフォームセンター≫
センター

ナノテクノロジープラットフォームセンター事業の概要及び成果（1）、（2）≪微細構造解析プラットフォーム≫
解析 PF- 代表機関 微細構造解析 PF 概要及び利用成果概要（1）、（2）
解析 PF-1

北海道大学

解析 PF-2

東北大学

実施概要及び利用成果概要

解析 PF-3

物質・材料研究機構

実施概要及び利用成果概要

解析 PF-4

産業技術総合研究所

実施概要及び利用成果概要

解析 PF-5

東京大学

解析 PF-6

名古屋大学

解析 PF-7

京都大学

実施概要及び利用成果概要

解析 PF-8

大阪大学

実施概要及び利用成果概要

解析 PF-9

日本原子力研究開発機構

解析 PF-10

九州大学

実施概要及び利用成果概要

実施概要及び利用成果概要
実施概要及び利用成果概要

実施概要及び利用成果概要

実施概要及び利用成果概要≪微細加工プラットフォーム≫
加工 PF- 代表機関 微細加工 PF 概要及び利用成果概要（1）、（2）
加工 PF-1

北海道大学

加工 PF-2

東北大学

実施概要及び利用成果概要

加工 PF-3

物質・材料研究機構

実施概要及び利用成果概要

加工 PF-4

産業技術総合研究所

実施概要及び利用成果概要

加工 PF-5

筑波大学

実施概要及び利用成果概要

加工 PF-6

東京大学

実施概要及び利用成果概要

加工 PF-7

早稲田大学

加工 PF-8

東京工業大学

加工 PF-9

名古屋大学

加工 PF-10

豊田工業大学

加工 PF-11

京都大学

実施概要及び利用成果概要

加工 PF-12

大阪大学

実施概要及び利用成果概要

加工 PF-13

香川大学

実施概要及び利用成果概要

加工 PF-14

広島大学

実施概要及び利用成果概要

加工 PF-15

山口大学

実施概要及び利用成果概要

加工 PF-16

北九州産業学術推進機構

実施概要及び利用成果概要

実施概要及び利用成果概要
実施概要及び利用成果概要
実施概要及び利用成果概要
実施概要及び利用成果概要

実施概要及び利用成果概要≪分子・物質合成プラットフォーム≫
合成 PF- 代表機関 分子・物質合成 PF 概要及び利用成果概要（1）、（2）
合成 PF-1

千歳科学技術大学

合成 PF-2

東北大学

実施概要及び利用成果概要

合成 PF-3

物質・材料研究機構

合成 PF-4

信州大学

合成 PF-5北陸先端科学技術大学院大学

合成 PF-6

自然科学研究機構分子科学研究所

合成 PF-7

名古屋大学

合成 PF-8

名古屋工業大学

合成 PF-9奈良先端科学技術大学院大学

合成 PF-10

大阪大学

実施概要及び利用成果概要

合成 PF-11

九州大学

実施概要及び利用成果概要

実施概要及び利用事例
実施概要及び利用事例

実施概要及び利用成果概要
実施概要及び利用成果概要
実施概要及び利用成果概要

実施概要及び利用成果概要
実施概要及び利用成果概要
実施概要及び利用成果概要

ポスター会場

6大-6 6大-5 6大-4

6大-3 6大-2 6大-1

ナノテクPF平成25年度「秀でた利用6大成果」

加工-1 加工-2

加工-3 加工-4 加工-5 加工-6 加工-7

加工-16 加工-15 加工-14 加工-13

加工-12 加工-11 加工-10 加工-9 加工-8

12

加工PF代表解析-1 解析-2

解析-3 解析-4 解析-5 解析-6 解析-7

解析-8 解析-9 解析-10 合成-11

合成-10 合成-9 合成-8 合成-7 合成-612

解析PF代表

事業

受付

出入口

1

2

1

2

ナノテクPFセンター 合成PF代表
ナノテク事業概要

合成-1 合成-2 合成-3 合成-4 合成-5Nanotechnology Platform / 文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム

Nanotechnology Platform
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム

【文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム】
平成 25 年度 「秀でた利用 6 大成果」

Research topics of Nanotechnology Platform /文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム 平成 25 年度 「秀でた利用 6 大成果」

Research topics ofNanotechnology Platform【文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム】
平成 25 年度「秀でた利用 6 大成果」
6 大 -1 微細加工 PF：北海道大学「パルス状コヒーレント X 線溶液散乱法のための溶液試料ホルダの開発」
木村隆志 a、城地保昌 b、別所義隆 c、西野吉則 a（a 北海道大学、b 理化学研究所、c 高輝度光科学研究センター）

6 大 -2 微細構造解析 PF：物質・材料研究機構「YBCO 高温超電導体の TEM 内結晶成長のその場観察」
Rebecca Boston1、Zoe Schnepp1、Yoshihiro Nemoto2、Yoshio Sakka2、Simon R. Hall1（1University of Bristol、2National Institute for Materials Science)

6 大 -3 微細構造解析 PF：産業技術総合研究所「弾性応力下におけるマルテンサイト鋼中の水素起因格子欠陥の形成促進と水素脆化」
土信田知樹 a、鈴木啓史 a、高井健一 a、大島永康 b、平出哲也 c（a 上智大学、b 産業技術総合研究所、c 日本原子力研究開発機構）

6 大 -4 分子・物質合成 PF：北陸先端科学技術大学院大学「植物培養細胞を利用した有用たんぱく質合成技術の開発」
森正之（石川県立大学）

6 大 -5 分子・物質合成 PF：自然科学研究機構 分子科学研究所「内包フラーレン分子錯体の特徴的分子磁性の ESR 測定」
森中裕太 a、佐藤悟 b、若宮淳志 a、二川秀史 b、溝呂木直美 b、田邊史行 a、村田理尚 a、小松紘一 a、古川貢 c、加藤立久 a、
永瀬茂 a、赤阪健 b、村田靖次郎 a（a 京都大学、b 筑波大学、c 分子科学研究所）

6 大 -6 分子・物質合成 PF：名古屋工業大学「フッ化物薄膜を用いた真空紫外光源」
小野晋吾 a、種村眞幸 a、福田健太郎 b、須山敏尚 b、柳田健之 c、吉川彰 d（a 名古屋工業大学、b 株式会社トクヤマ、c 九州工業大学、d 東北大学）

55

Outline of Nanotechnology Platform / ナノテクノロジープラットフォーム事業概要

Outline of Nanotechnology Platform
ナノテクノロジープラットフォーム事業概要

ナノテクノロジープラットフォーム事業概要

文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

ナノテクノロジー施設利⽤による課題解決の加速
微細構造解析
プラットフォーム

最先端の研究設備とその活用のノウハウを有する25機関が全国的な設備の共用体制を構築「微細構造解析」「微細加工」「分子・物質合成」の研究領域において広く⼀般の研究者・技術者に対し、施設利用機会と⾼度な技術⽀援を提供

連携推進 Mgr③全国の5地域における新規ユーザの開拓と産学官マッチング

10機関

人材・国際連携推進 Mgr④若⼿人材育成・国際連携センター① 事業全体の調整・推進② 総合的ユーザ窓口

微細加工
プラットフォーム

分子物質合成プラットフォーム
11機関

分野融合Mgr

16機関③企業等の課題解決（ﾆｰｽﾞ抽出）と産業創出

ナノテクノロジープラットフォーム推進体制 (全25機関)

微細構造解析
プラットフォーム
主要研究設備マルチビーム超⾼圧電子顕微鏡、
収差補正分析電子顕微鏡、
単原子分析電子顕微鏡、
陽電子プローブマイクロアナライザー装置、軽元素対応型超⾼分解能走査透過型電子顕微鏡、反応科学走査透過電子顕微鏡、
極低温⾼分解能透過電子顕微鏡、
超⾼圧電子顕微鏡、
放射光Spring8ビームライン、
電子分光型超⾼圧電子顕微鏡

微細加工
プラットフォーム
主要研究設備電子ビーム露光装置、 ステッパー、
RIE（Reactive Ion Etching）装置、スパッタ装置、 CVD装置、収束イオンビーム装置、 レーザー加工装置、膜特性計測・分析装置、形状計測装置，
表面計測装置（SEM等）

分子・物質合成
プラットフォーム
主要研究設備核磁気共鳴装置、 光分析装置、
質量分析・その他材料評価、 バイオ用光学顕微鏡、
バイオ評価、 真空成膜装置や薄膜/ナノ調製加工、化学材料合成・素子作成、バイオ調製、
透過型電子顕微鏡（TEM）、
表面分析（走査電子顕微鏡(SEM)/EDX/EPMA、
電子分光（XPS/UPS/AES））、X線回折装置、走査型トンネル顕微鏡(STM)/原子間⼒顕微鏡(AFM)

センター機関物質・材料研究機構
科学技術振興機構

問い合わせ：ナノテクノロジープラットフォームセンター (運営：物質・材料研究機構、科学技術振興機構)
E-mail: NTJ_info@nanonet.go.jp Phone: 029-859-2777
ホームページ http://nanonet.mext.go.jp

59ナノテクノロジープラットフォームセンター

ナノテクノロジープラットフォームセンター

ナノテクノロジープラットフォームセンター事業（１）

文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

ナノテクノロジープラットフォームセンター事業の概要および成果（1）
総合利⽤案内センター機関の役割

Nanotech Japan WEBサイト http://nanonet.mext.go.jp/

センター機関は、①事業全体の調整・推進、②総合的な窓⼝・交流促進、③産学官連携・分野融合、④人材促進・国際連携等の実施により、各プラットフォームとの有機的連携を図り、ナノテクノロジープ
ラットフォームの総合的な推進を⾏う。
微細加工
プラットフォーム

微細構造解析
プラットフォーム

センター
機関
産学官連携推進マネージャー

分子物質合成プラットフォーム

【北海道担当】東陽介【東北・関東甲信越担当】
⼾⽥ 秀夫【東海・北陸担当】
松山 豊【関⻄・四国担当】
吉川 昭男

コンテンツ
• 事業のご案内• 利用⽅法• 共用設備• 参画機関• 成果事例• ニュース• イベント• Webマガジン【九州・中国担当】
坂本 哲雄

産学官連携推進マネージャー（全国５か所） JSTのネットワークを活用、企業、大学、公設試を訪問し、新規ユーザを開
拓、産官学連携を推進
 試⾏的利用案件を基に各プラットフォーム／実施機関との連携

Webマガジンで成果を紹介

利⽤料支払

利⽤報告書

利⽤予約

利⽤申請

利⽤相談

設備利⽤

利⽤⼿順

 新規利用者など、事前にJST連携推進マネージャーが利用⽅法、機器の選択など、ご相談に応じます。

研究設備の試⾏的利⽤
ナノテクノロジープラットフォーム
新規利⽤の
拡大

研究設備の試⾏的利⽤

・企業利用者

利⽤成果の更なる深耕・若⼿研究者

若⼿研究者支援

産業化

新規ユーザー発掘 利用した結果(成果)は公開が原則ですが、特許出願などの理由により、2年程
度延期が可能です。

⾃⽴した
研究者

支援内容

採択課題に対し、ナノテクノロジープラットフォームに登録されている共用設備の試⾏的利用に伴い必要となる経費（利⽤料、旅費等）について⽀援。

利⽤形態
技術
技術的な問題について、各機関の担当がご相談に応じます。
相談

応募・採択件数実績

機器 利用者ご⾃⾝で機器を操作し、実験を⾏います。
利用

応募
総数

採択
件数

技術
技術⽀援者の指導・補助のもと、機器を使用します。
補助（件）

平成 24 年度

技術代行

利用者の依頼に基づいて、技術の実施を代⾏します。

共同 実施機関との合意に基づいて、共同で研究を⾏います。
研究採択件数に占める割合
新規
ユーザ

若手
ユーザ

企業
ユーザ

（件）

（％）

（％）

（％）

66

52

60

52

19

平成 25 年度

115

95

59

61

22

平成 26 年度

93

91

64

64

23

☆平成24年度は、11⽉下旬〜2⽉末までの募集実績。

☆「若⼿」は39歳以下。

問い合わせ：ナノテクノロジープラットフォームセンター (運営：物質・材料研究機構、科学技術振興機構)
E-mail: NTJ_info@nanonet.go.jp Phone: 029-859-2777
ホームページ http://nanonet.mext.go.jp

62ナノテクノロジープラットフォームセンター事業（２）

文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

ナノテクノロジープラットフォームセンター事業の概要および成果（2）
平成25年度の実績
第7回運営統括会議資料(25.7.31)を基に追記

利⽤件数の内訳
分子・物質合成：18.5%

公的研究機関：7.2％

技術相談：2.7％

その他：0.3％

技術代⾏：17.5％

共同研究：18.2％

大企業：20.7％

微細構造解析：35.6%

技術補助：10.7％

中小企業：6.7％

微細加工：45.9%

大学：65.1％

プラットフォーム別利⽤者所属
2,667件

利⽤件数の推移

192

利⽤形態別
成果の外部公表の推移

92,080件

機器利⽤：50.8％※論⽂817件,⼝頭・ポスター2,620件,
プレス・解説128件,特許94件,受賞128件
128

その他

94

8

1,276件180

839

1,336件

1,343件

1,350件

1,347件

137

172

145

235

904

886

954

1737
1422

178
139

60
188

72
223

97
188

61
190

40
152

370

H19年度

H20年度

H21年度

H22年度

H23年度

H24年度

施設を利⽤した研修と交流
学生研修プログラム

H25年度

ナノプラットナノネット

プラットフォームの施設を利用した研修に、全国の大学生・大学院生・⾼専生が参加

551

60
65

大学
中小企業

920

大企業

受賞

22

公的機関

141

68
2620

62
54

1382

1547

1693

2013

2016

1040
47

特許

52

56

89

83

115

⼝頭・ポスター

128

47
411

573

654

690

687

676

817

H19年度

H20年度

H21年度

H22年度

H23年度

H24年度

H25年度

ナノネット

プレス・解説論⽂

ナノプラット

成果普及・交流促進
ナノテク総合シンポジウム / nanotech 2014 展示会

研修期間：3〜7日間
H24年度：12名
H25年度：33名
H26年度：39名

国際交流プログラム
大学院生を、米国NNIN での夏期研修に派遣※※ National Nanotechnology
Infrastructure Network

研修期間：約2ヶ⽉間
H24年度：日本→NNIN 2名 /NNIN→日本(NIMS) 8名
H25年度：日本→NNIN 9名 /NNIN→日本(NIMS) 10名
H26年度：日本→NNIN 5名 /NNIN→日本(NIMS) 9名

技術支援者交流プログラム
技術⽀援者が、分野の異なる
プラットフォームでの研修に参加
研修期間：1〜6日間
H24年度：5名
H25年度：21名
H26年度：12名

問い合わせ：ナノテクノロジープラットフォームセンター (運営：物質・材料研究機構、科学技術振興機構)
E-mail: NTJ_info@nanonet.go.jp Phone: 029-859-2777
ホームページ http://nanonet.mext.go.jp

63微細構造解析プラットフォーム

微細構造解析プラットフォーム

解析 PF- 代表機関（1）
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

微細構造解析プラットフォーム概要

解析技術の共用によりオープンイノベーションを目指します
全国10機関がTEMを中心とした最先端計測機器ネットワークを構築。
先端設備と共に利⽤・解析技術を提供します。
学問的・技術的課題の解決に寄与します。
ナノテクノロジー分野における競争⼒向上に貢献します。

最先端電子顕微鏡を中心に放射光、先端SPM、表面分析、極限計測などを配置
TEM/SEM/イオン顕微鏡
放射光
NMR/ESR/強磁場
SPM
表面分析
XRD
その他

北⼤

北海道ブロック(北海道⼤)

超高圧TEM、FIB-SEM、 スピン偏極SPM、PEEM、共焦点顕微鏡 表面構造、3D内部構造、電子状態

東北⼤

東北ブロック(東北⼤)関⻄・中国四国ブロック(⼤阪⼤、京都⼤、JAEA、NIMS)

極低温高分解能TEM、⽣体材料3次元観察、
3MeV超高圧電子顕微鏡、厚い試料、放射光精密構造解析（回折・散乱、X線分光）

九州ブロック(九州⼤学）

JAEA

無機材料3次元観察、エネルギーフィルター超高圧電子顕微鏡、ローレンツ顕微鏡、その場観察、マイクロカロリーメーターSEM

AIST

京⼤
阪⼤

ナノ構造解析、高分解能透過型電子顕微鏡、低加速FE-SEM

NIMS(代表機関)

名⼤

東⼤

九⼤

中部・北陸ブロック(名古屋⼤)

関東・甲信越ブロック(NIMS、東京⼤、AIST)

超高分解能TEM/STEM、単原子分
析TEM, 実動環境TEM、極低温高磁場SPM, 強磁場NMR、放射光計
測, ﾍﾘｳﾑｲｵﾝ顕微鏡、陽電子ﾌﾟﾛｰ
ﾌﾞﾏｲｸﾛｱﾅﾗｲｻﾞ、表面ナノ分析、過渡吸収分光

反応科学超高圧走査透過電子顕微鏡、ガス環境
下その場観察、電子線ホログラフィー(局所磁場・電場観察)

利⽤の流れ
利⽤希望
↓
微細構造解析プラットフォーム推進室
acnp@nims.go.jpに問い合わせ↓適切な実施機関を紹介
各実施機関と利⽤相談↓約款に同意・課題申請
↓
課題審査
↓
支援実施
↓
支援終了
↓
利⽤報告書提出↓
料⾦支払

問い合わせ：微細構造解析プラットフォーム推進室 (代表機関／物質・材料研究機構)
E-mail: acnp@nims.go.jp URL:http://www.nims.go.jp/acnp
https://www.facebook.com/AdvancedNanocharacterizationPlatform
Phone: 029-859-2139

66

解析 PF- 代表機関（2）
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

H25年度 微細構造解析プラットフォーム利用成果概要

成果公開
利用者所属別 利用件数
合計 大企 中小
業 企業
949

172

41

成果非公開
利用者所属別 利用件数

利用形態別 利用件数
合計

大学

公的 そ
合計 技術 技術 技術 機器 共同
研究 の相談 代行 補助 利用 研究
学外 機関 他

657 298

72

7

949

13

177

90

学会等における口頭・ポスター発表 学会誌・雑誌等における論文掲載

505

164

移行数
170

7

特許出願等

大企 中小
業 企業

大学 公的 そ学 研究 の外 機関 他

42

116

10

7

2

0

プレス発表・解説記事等

受賞等

国内 (申込中) 海外 (申込中) 計 和誌 (投稿中) 洋誌 (投稿中) 計 国内 海外 計 国内 (投稿中) 海外 (投稿中) 計 国内 海外 計
543

(10)

235

(3)

778

26

(2)

220

(5)

246

ディーゼルPMのナノ構造観察

19

5

24

26

(0)

3

(0)

29

26

(0)

26

球面収差補正装置付分析走査型電子顕微鏡による
油絵具材料の微細構造解析

ディーゼルPMのHRTEM像 （K. Hayashida et al., Fuel 128 (2014) 148.）

・ディーゼル機関の噴射時期が上死点前（BTDC）
6 deg. および上死点（TDC），機関負荷（BMEP）が0.10および0.38 MPaの条件で排出される粒子状物
質（PM）の高分解能透過電子顕微鏡観察（HRTEM）による分析を実施。
・PMのグラファイト化度が燃焼状態により影響を受けていることを明らかにした。（後燃え期間の長いTDCの方がグラファイト化が進行）
JEM-2010F（北大）

FEI Titan80-300（東北大）

・油絵具の微細構造はこれまで詳細に調べられたことはなく、過去に描かれた文化財絵画の保護・修復、ならびに現代の画家にとって重要な基礎知識の基盤を得ることが本課題の目的である。
・平成25年度は油絵具5種の微細構造を分析し、色素物質および様々な特性を左右する調整物質の数々を特定した。
・平成26年度にも課題継続しており、さらに7種類の油絵具を分析予定。

＊試行的利用による支援実施課題

染織文化財の染織技法解明のための繊維内微細構造分析

ゼオライトの高分解能観察
Cs+

リアル表面プローブ顕微鏡（AFM）装置（産総研）

図1： AFM像

図2： SEM像

羊毛の断面（PbCrO4染色）・天然繊維（羊毛）断面の精密解析
・AFMによるナノ形状と力学的特性の計測で、鉱物染料の分布状態と微細構造を可視化（図1）。
・SEMによる組成分布（図2）と組み合わせ、繊維内部の染色剤の分布状況を解明。
・染織文化財の染織技法解明と保全に貢献。

JEM-2200FS（京大）

Sci. Rep. 3, 2457 (2013)

・電子線損傷を受けやすいゼオライトに対して、球面収差補正電顕法を適用することで、骨格構造を原子分解能レベルで観察することに成功
・セシウムイオンが吸着したゼオライトにおいて、吸着サイトを直接決定

問い合わせ：微細構造解析プラットフォーム推進室 (代表機関：物質・材料研究機構)
E-mail: acnp@nims.go.jp URL:http://www.nims.go.jp/acnp
https://www.facebook.com/AdvancedNanocharacterizationPlatform
Phone: 029-859-2139

67

解析 PF-1 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

微細構造解析プラットフォーム

北海道大学 微細構造解析プラットフォーム−先進ナノ構造・状態解析共用拠点−

国立大学法人北海道大学では、（1）表面構造，（2）内部構造・3D構造、（3）電子状態分析の観点からナノ～マイクロメートルオーダーにわたる材
料・デバイスの分析・評価に関する研究支援を行います。
最新のX線光電子分光装置，オージェ電子分光装置，電子プローブマイ
クロアナライザーといった表面分析装置による表面構造解析支援、2台の高エネルギーイオン加速器を持つ世界に唯一の超高圧電子顕微鏡を含めた多種多様な電子顕微鏡群とSEM-FIBなどの試料加工装置の組み合わせによる内部構造・3次元構造解析支援，環境セルホルダーを用いたその場観察TEMや超高真空・極低温・強磁場SPMを用いた環境制御下での分析支援、超高速時間分解光電子顕微鏡や高速スペクトルイメージン
グ対応レーザー共焦点顕微鏡などを用いた電子状態やナノ材料のリアル
タイム動態の解析が可能なシステムを提供し、新機能ナノ物質創出や新規デバイス創製への研究、技術、製品開発の支援を行います。
・各種ナノ計測設備群と計測技術を応用した多種多様な解析技術の提供
・無機材料から生体材料にいたる多様なマテリアルのナノ構造・状態解析
・材料の表面・表層から内部に至る一貫した包括的な先進微細構造解析
・ナノテクノロジーを活用した材料研究分野における学問的課題を解決
・産業界の研究者が有する技術的課題を解決し、イノベーションを加速
・知の集約による産学官連携による異分野融合と最先端計測人材の育成

研究設備
計測・解析技術・イオン照射可能な超高圧電子顕微鏡群
・原子レベルの空間分解能を有する収差補正
走査・透過電子顕微鏡群
表面・及び内部構造の分析顕微鏡群
・サンプル作製するための加工装置群
・極低温、高真空、強磁場STMによる特殊環境
下の分析

装置名(型式)

走査型電子顕微鏡

３D環境マテリアル分析システム（SEM）（FE-EPMA：JXA-8530F，FIB-SEM：JIB-4600F/HKD）
電界放射型走査型電子顕微鏡 (JSM-6500FA)

・XPS,AES,時間分解PEEMによる電子状態解析
マルチビーム超高圧電子顕微鏡

スピンSEM
走査型プローブ顕微鏡

超高真空・極低温・高磁場SPM（JAFM4500LT）（SPM）

超高真空STM・スピン偏極STM装置（オミクロン STM/AFM, VT-STM）

FIB-SEM

マルチビーム超高圧電子顕微鏡 (JEM-ARM-1300)

透過型電子顕微鏡（TEM）

収差補正走査・透過電子顕微鏡 (JEM-ARM-200F)

オージェ電子分光装置

Titan G3 60-300

電界放射走査電子顕微鏡

超高圧電子顕微鏡（HVEM）（1）表面構造（2）内部構造・3D構造

収差補正走査・透過電子顕微鏡 (Titan 3G 60-300)（3）電子状態分析
以上の観点からナノ～マイクロメート
ルオーダーにわたる材料・デバイスの分析・評価に関する研究支援

電界放射型分析電子顕微鏡 (JEM-2010F)
環境セル対応電子顕微鏡システム (JEM-2010)
走査・透過電子顕微鏡（STEM）

新機能ナノ物質創出や新規デバイス創製へ

電子プローブマイクロアナライザ

環境セル対応電子顕微鏡システム

集束イオンビーム加工装置（FIB）

超薄膜評価装置(Hitachi HD-2000)
超薄膜評価装置(Hitachi FB-2100）
試料作製装置群（電解研磨、イオン研磨）

共焦点顕微鏡（CLSM)

スペクトルイメージング対応高速レーザー共焦点顕微鏡(Nikon A1)

光電子顕微鏡（PEEM）

時間分解光電子顕微鏡システム
オージェ電子分光装置（JAMP-9500F）

表面分析
高磁場対応超高真空走査型プローブ顕微鏡

時間分解光電子顕微鏡システム

X線光電子分光装置（JPS-9200）

X線光電子分光装置

収差補正透過電子顕微鏡

利用事例

利用形態と利用料金

収差補正走査透過電子顕微鏡

表面・電子状態分析システム

原子分解能を有する走査・透過電子顕微鏡

光電子分光による試料最表面のマイクロ分析～ハードからソフトマテリアルまで～～広域光電子イメージ測定と高分解能測定による化学状態分析～

装置の外観と概要 (FEI Titan G3 60-300)

装置の外観と仕様 (JEOL JPS-9200)

装置本体（JPS-9200）
・分解能 0.65eV(単色化X線)
・X線源 Mg/Alツインアノード、単色化X
線(AlKα)・空間分解能 3mm～30μm・強度 分析径1,15eV・マクロ分析で1,800,000cps以上
・最大試料形状 90mmφ、厚さ1.5mm

装置本体（Titan G3）・試料の傾斜角が最大±70°と広範囲な稼働により、３次元の再構成像が得られる。

1nm
グラフェンの高分解能像

利用者自らが機器を操作するものであり、支援者は研究の内容にタッチしない，独立性の高い
形態です。

技術補助

装置管理者・支援者が補助をしながら利用者が装置を操作する支援

技術代行

装置管理者・支援者が装置の操作・解析を代行

共同研究支援事業参画教員と利用者による成果公開型
共同研究

技術相談

技術的な問題解決などについて，各機関の相談
スタッフが，さまざまな相談に対応いたします。

最大50mm×18mmの広域XPSマッピングを用いたAgマッピング

モノクローメーターを搭載しており、入射する電子線のエネルギー幅を単色化して、高エネルギー
分解能のEELS測定が可能。
結像系に搭載された球面収差補正装置によって、低加速電圧（60keV）においてもTEM像の分解能が格段に向上しているため、電子線照射の影響を受けやすい試料の観察にも貢献。
低加速電圧（60keV）
により、観察された
グラフェンの原子構造（信州大提供） →機器利用

芳香環系の高分解能測定とC1s波形分離

利用料金
本学規程の機器利用料金を装置の使用時間に応じて課金

Arイオンスパッタリングによる深さ方向分析／中和電子銃による絶縁物分析／
角度分解法による非破壊膜厚解析などが可能な表面分析装置

装置利用形態、技術相談、利用料金など、下記にお問い合わせ下さい。

問い合わせ：北海道大学 ナノテクノロジー連携研究推進室（松尾保孝）
E-mail: nanoplat@cris.hokudai.ac.jp，Phone: 011-706-9340
ホームページ http://www.cris.hokudai.ac.jp/cris/nanoplat/68

解析 PF-2 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

微細構造解析プラットフォーム

東北大学 ナノテク融合技術支援センター
東北大学微細構造解析プラットフォームでは本学のナノテク融合技術支援センターを核に金属材料研究所が主体となって、様々な物質群の組織と構造解析のお手伝いをいたします。
透過電子顕微鏡による一般的な観察から収差補正を駆使したサブオングストロームの分解能を有する像の取得に加え、走査型電子顕微鏡においても低加速での観察や透過モードでの観察など、研究のニーズに応じて経験豊かな研究者による適切なアドバイスのもと、最適な解析方法をご提案します。また集束イオンビーム加工装置を用いた局所構造の解析に対するニーズも最近は多くなってまいりました。
本プラットフォームを抱えるナノテクセンターのもう一つの特徴は微細加工分野や分子・物質合成分野の研究者と一体になって融合領域における構造解析を自由にできることにあります。どうかお気軽に私どものウェブページ
にアクセスしていただき必要な装置をお使いいただければ幸いです。

利用事例：低加速 SEM および TEM によるソフトマターの観察
木質バイオマス炭素化物の低加速電子顕微鏡観察

Heat-treated at 850°C with Fe particles
Nanostructure and Morphology of Wood Carbon Observed by Low Voltage Electron Microscopy
カーボンニュートラルであり再生可能資源であるバイオマスは新たな産業資源として魅力的であり、地球温暖化対策の一環としても非常に注目されています。本研究では、北見工業大学への支援として東北大学の低加速高分解能電子顕微鏡ならびに低加速走査電子顕微鏡を用いて、木質バイオマス炭素化物の表面形態と原子的構造を明らかにしました。
Solar energy

CO2

FIB による試料加工

・Future energy resources
・90% of the biomass
・Carbon neutral

Wood Carbon
H2O

南北朝時代に製作された日本刀「法城寺国光」

A new refinery process of woody biomass by carbonizing Fe-loaded larch (or birch) [Prof.Suzuki’s group@Kitami

課題番号： A-12-TU-0019（東京芸術大学）

Institute of Technology]

Removing metal catalyst byusing 1M-HNO3

Oxdation@450oC in air
0.6-1.4mm-sized
powderMorphology of Graphite Shell Chains observed by SEM

・removing amorphous carbon
・weight reduction ≈ 70%

Carbonization

500oC, 850oC, 900oC-1h
N2 flow, Catalyst: Fe, Ni, Co
Fe(OH)(CH3COO)2 was addedby aqueous impregnation

Wood Carbon including metal particles

刃先のマルテンサイト組織

Formation of a metal free woodcarbon including graphite shell chains(GSCs)

FIB加工断面
表面側

保護膜（カーボン）

内部側

グリッド

Scanning ion microscope image (SIM像)
刃先 (中炭素鋼の焼き入れ組織)

グラファイトシェルチェーンによる高次構造（ステレオぺア）(Y. Kodama, et al. Carbon 50 (2012) 3486-3496)

この他、南北朝時代の日本刀に金属組織、プラスチック上のメッキ断面の観察、半導体素子の断面観察、多機能微粒子の構造解析、歯科医療材料における界面評価、酸化物薄膜の微細構造解析など、様々な方面から利用いただいています。

ご利用可能な装置

ご利用方法：CINTS WEB システ
ム：http://cints-tohoku.jp/◆TEM: サブオングストローム分解能分析電子顕微鏡, 300kV 高分解能電子顕微鏡 ◆SEM: 超高分解能電界放出型走査電子顕微鏡,走査型電子顕微鏡 ◆試料作成装置群: 集束イオンビーム加工装置,イオンミリング装置

ホームページ上から簡単に登録

事務局に自動メールで通知

申請後、約１週間で支援開始可能

ユーザー登録・課題申請

収差補正電顕の利用
Cs-HRTEM 法と波面再構築によるポテンシャルの直視
Phase contrast

FePd

a-Al2OO3
a-Al
2 3
Cs = - 0.34μm ∆f = -13nm
K. Sato, T. J. Konno, Y. Hirotsu, J. Appl. Phys. 105(3), 034308 (2009).

問い合わせ：国立大学法人 東北大学 産学連携推進本部 ナノテク融合技術支援センター
http://cints-tohoku.jp/ 電話：022-217-6037 メイル： cintsoffice@rpip.tohoku.ac.jp69

解析 PF-3 概要
文部科学省 ナノテクノロジープラットフォーム

微細構造解析プラットフォーム

物質・材料研究機構 NIMS微細構造解析プラットフォーム-最先端ナノマテリアル計測共用拠点NIMS微細構造解析プラットフォームは、「最先端ナノマテリアル計測拠点」として
NIMSの最先端ナノ計測設備群と計測解析ノ
ウハウを融合し、研究者を支援します。高性能の透過型電子顕微鏡や走査透過型分析電子顕微鏡群を中心として、走査型ヘリウムイオン顕微鏡や極低温・高磁場STM・TOF-SIMS等による表⾯ナノ解析、高輝度放射光解析、
強磁場固体NMR等の最先端計測装置群の相補的活用により、表⾯からバルクに至る先端
ナノ計測による研究支援を提供します。

研究設備

装置分野

装置名(型式)
単原子分析電子顕微鏡 (FEI Titan Cubed)

単原子分析電子顕微鏡◇最先端電子顕微鏡群◇高輝度放射光解析・評
価装置群◇ 3種類の固体NMR◇極低温・強磁場STM◇走査型Heイオン顕微鏡◇ TOF-SIMS

微細組織三次元マルチ
スケール解析装置

実動環境対応電子線ホログラフィー電子顕微鏡(JEM ARM200F)
原子識別電子顕微鏡(JEM-3100FEF)
冷陰極電界放出型ローレンツ顕微鏡(HF-3000L)

TEM

冷陰極電界放出型電子顕微鏡(HF-3000S)
300kV電界放出型電子顕微鏡(JEM-3000F)

500MHz固体NMR-Ⅰ

走査電子顕微鏡日本電子社製JSM-7000F~最先端ナノマテリアル
計測共用拠点~高輝度放射光高分解能
粉末X線回折装置

セラミックス試料作成装置群

特徴ある6台のTEMを中心に、最先端ナノ計測設備群と計測技術を提供し、産学官の研究者・技術者の最先端計測解析ニー
ズに応えます。

無損傷電子顕微鏡試料薄片化装置

飛行時間型二次イオン
質量分析装置マルチビーム

微細組織三次元マルチスケール解析装置(SMF-1000)

放射光

高輝度放射光解析・評価装置群
・高輝度放射光硬X線光電子分光装置
・高輝度放射光高分解能粉末X線回折装置
・高輝度放射光薄膜・ナノ構造用回折計

原子識別電子顕微鏡

930MHz固体NMR
NMR

500MHz固体NMR
400MHz固体NMR
極低温・高磁場走査型トンネル顕微鏡

SPM
極低温・高磁場走査型トンネル顕微鏡

実動環境対応電子ホログラ
フィー電子顕微鏡

走査型ヘリウムイオン顕微鏡

環境制御型周波数変調
方式走査型プローブ顕微鏡

イオン顕微鏡環境制御型周波数変調方式走査型プローブ顕微鏡(FM-SPM)
走査型ヘリウムイオン顕微鏡(ORION PLUS)

表面分析

飛行時間型二次イオン質量分析装置(TOF-SIMS)

利用形態と利用料金例

利用事例

機器利用

利用者自らが機器を操作する技術支援

技術補助

支援者が補助、操作方法を指導しながら利用者が機器を操作する技術支援
支援者が利用者に代行して設備を操作する技術支援

技術代行

100nm

ペロブスカイト型鉄酸化物TmFeO3の環状暗視野STEM
像

Heイオン顕微鏡による絶縁体観察例(左、試料：マウスの膝関節のコラーゲンファイバー)と加工例(右、試料：アルミ板)

単原子分析電子顕微鏡(FEI-Titan Cubed)

走査型ヘリウムイオン顕微鏡(ORIUS Plus)

照射レンズ系、結像レンズ系のそれぞれに収差補正装置を搭載する
ことにより、 世界最高レベルの空間分解能で観察できますまた、モノクロメータ電子銃を搭載し、単色ビームによる高エネルギー分解
能EELSが可能です。

原子スケールイオン源、回折効果の極小化等により、世界で初めてサブナノメートルの分解能を実現した走査型イオン顕微鏡です。 高元素
識別性、低損傷性、絶縁体高観察能力、大焦点深度等の長所を有します。イオンビームによるナノスケール加工も可能です。

・加速電圧：300kV, 80kV
・TEM/STEM空間分解能：70pm (300kV)・エネルギー分解能：80meV (80kV)• 高分解能（二次電子モードで約0.35nm）• 帯電緩和(電子線照射)による絶縁体観察• ビットマップ画像入力ナノスケール加工※ 透過型電子顕微鏡(TEM)設備・支援利用の技術代行には、機器を指定しない目的達成型と機器を指定する機器指定型があります。
※ トライアルユース（無料）の制度を用意しております。利用を考えているユーザーが１－２回程度試し利用できる制度です。ただしトライアルユースの可否は審査によって決まります。
共同研究

技術相談

契約に基づき登録設備を用いて利用者と支援者が共同で実施する成果公開型共同研究（民間企業等との成果非公開型共同研究へ移行した場合、自主事業）
利用者相談に専門家として応える計測技術コンサルタ
ントとしての支援(原則、契約を結ぶ)

利用料金の例※大学等の公的機関は下記額のｘ0.5になります

JEM-2100Fの場合、機器利用2,000円/時間、技術補助3,500円/時間
JEM-ARM200Fの場合、機器利用4,000円/時間、技術補助5,500円/時間
Heイオン顕微鏡ORIUS Plusの場合、技術代行5,500～6,400円/時間 など機器を指定しないTEM技術代行 (1セッション4時間あたり)
試料作製
10,000高度試料作製
16,400

TEM観察・分析
10,000

高度TEM観察・分析
16,400

データ解析
6,000

まずは下記の事務局へ連絡し、利用相談(無料)からスタートして下さい。

問い合わせ：物質・材料研究機構 微細構造解析プラットフォーム 事務局
E-mail：nmcp@nims.go.jp Phone: 029-859-2139
ホームページ http://www.nims.go.jp/nmcp/70

解析 PF-4 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

微細構造解析プラットフォーム

産業技術総合研究所 AIST微細構造解析プラットフォーム-先端ナノ計測施設(ANCF)産業技術総合研究所 ナノ計測施設（ANCF）では、先端計測分析技術を開発しています。これまで見えなかったものを見えるようにする計測技術を創造し、それを応用して分析技術として仕上げることをミッションにしています。開発した産総研オリジナルの先端計測分析技術を、微細構造解析プラットフォーム等にて公開し、ナノテクにおける課題解決を促進しています。他実施機関のTEMなどの原子スケールのイメージング（木を見るナノ計測分析）に対して、原子欠陥や特定の元素の回りの原子配位といった平均として得られるナノ情報を提供しています（森を見るナノ計測分析）。

ANCF概要超伝導分析機器★ナノ材料、ナノデバイスの開発に適用できる、７種類の先端計測分析
機器を公開しています。
★市販の計測分析機器では不可能な、研究現場の課題の解決に挑戦
して、成功事例を蓄積しています。
★ユーザニーズを反映した装置の改良や高度化を行い、さらに一歩進んだ先端計測分析技術に仕上げています。

質量分析（分子）

軽元素XAFS分析

核磁気共鳴(NMR)・レーザー分光（原子、電子状態）

公開装置と計測対象
公開機器名称
リアル表面プローブ顕微鏡装置とAFM(RSPM)
超伝導検出器搭載質量分析装置(CDMS)
陽電子プローブマイクロアナライザー装置(PPMA)
固体核磁気共鳴分析(SSNMR)
蛍光収量Ｘ線吸収微細構造分析装置（SC-XAFS)
極端紫外光光電子分光装置(EUPS)
可視-近赤外過渡吸収分光装置 (VITA)

計測対象
ナノ表面構造巨大分子
ナノ空孔
固体材料局所構造
ナノ局所構造、電子状態
ナノ表面物性
原子、電子状態

29Si NMR29

Si NMR-108-110-112 -114 -116
Shift (ppm)-118

表面プローブ顕微鏡（ナノ表面構造）

0
Y[nm]

利用事例紹介 – RSPMによる支援例 -

-500
-400

染織文化財の染織技法解明のための繊維内微細構造分析
・天然繊維（羊毛）断面の精密解析
・AFMによるナノ形状と力学的特性の計測で、鉱物染料の分布状態と微細構造を可視化(図.1)。
・SEMによる組成分布（図.2）と組み合
わせ、繊維内部の染色剤の分布状況を解明。
・染織文化財の染織技法解明と保全
に貢献。

50

0
X[nm]

Z[nm]
0

400

陽電子欠陥測定（ナノ空孔）

400マイクロメートル

高強度陽電子ビーム計測装置

図1： AFM像

図2： SEM像

羊毛の断面（PbCrO4染色）3次元欠陥分布評価例

極端紫外光光電子分光装置(EUPS
)

利用ガイド

MCP検出器「産総研ANCF」で検索 もしくはhttps://unit.aist.go.jp/riif/openi/nanotech/index.html にアクセス！

レーザー生成
プラズマ

多層膜
楕円鏡

e- 飛行管

500

光電子

EUV

装置の外観と概要
マニピュレータ

n型
Si
基板

400
信号強度

利用形態
支援内容
①技術相談 利用者からの相談に専門家として応える計測技術コンサルタントとしての支援②技術補助 技術支援者が補助し、操作方法を指導しながら、利用者が装置を操作する技術支援③技術代行 技術支援者が利用者に代行して設備を操作する技術支援④機器利用 利用者自らが機器を操作する技術支援⑤共同研究 共同研究契約に基づき公開機器を用いて利用者と技術支援者が共同で実施

hν=255eV300

5nm SiO2
p型Si基板200
100

ビーム径 ~50 μm

01

3nm SiO2234二次電子の運動エネルギー（eV）

5

SiO2の2次電子スペクトル測定例

代表的な公開研究機器・設備
Typical open facilities

問い合わせ：産業技術総合研究所 AIST微細構造解析プラットフォーム 事務局
E-mail: ancf-contact-ml@aist.go.jp，Phone: 029-851-5300
ホームページ http://unit.aist.go.jp/riif/ja/nanotech/index.html

71解析 PF-5 概要
東京大学

微細構造解析
プラットフォーム

文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

微細構造解析プラットフォーム〔組織構成〕

東京大学先端ナノ計測プラットフォーム拠点について

ナノ工学研究センター 計測部門

本拠点は微細構造解析プラットフォームとしてTEM/STEM、
本拠点
微細構 解析 ラ/、
SEM、XRD、FIB、XPS、SIMSなど最先端の分析設備を設置し、各計測部門が分析技術の向上と研究成果の創出に取り組んでおります。
各計測部門を担当する研究者や設備担当者が利用者の皆様の分析を支援いたします。また、講習会や個別指導により装置の利用方法を習得することができます。コーディネート部
門が皆様の窓口として、ご相談をお待ちしております。

実施機関長
総長 濱田 純一

無機材料原子構造計測部門
グループリーダー

工学系教授 幾原 雄一
共用設備運用組織長
工学系研究科長 光石 衛

電子状態計測部門
グループリーダー

理学系教授 五神 真
実施責任者
ナノ工学研究センター長 幾原 雄一

微量元素計測部門
グループリーダー

農学系教授 磯貝 明
有機材料・バイオ材料構造計測部門
有機材料
イオ材料構造計測部門〔利用の流れ〕
コーディ
ネート室
問い合わせ

The University of Tokyo

利用
相談

利用
申請

審査
承認

料
金
振
込

計算書
設備
請求書等
予約・利用 作成・確認 作成・送付

グループリーダー

コーディネート部門

工学系教授 片岡 一則

リーダー

工学系准教授 柴田 直哉
コーディネート室

室長 中村 一彦

低炭素材料・デバイス物性構造計測部門
グループリーダー

工学系教授 田畑 仁

設備と利用事例
球面収差補正走査透過型電子顕微鏡
JEM ARM-200F Cold FE
・0.08nmの高解像度・軽元素観察・極性評価

 GRENEプロジェクト（東京大学,NIMS）
GRENEプロジ クト（東京大学 NIMS）

 東北大学
超構造セラミックスの一次元電気伝導
機構の解明
(a)

(b)

(c)

(d)

t2g eg t2g eg

1 東京大学

2

Site

4+

1
2

4+

3

3
3+

3

4

4+
4+

4
5

5Å

矢印の明るい点がCe。青色発光
矢印の明るい点がCe
青色発光がCe添加とそれによる原子空孔に起因することがわかった。

Ti‐L2,3
Valence

Zコントラスト法による
元素識別

立方晶窒化
ホウ素

5

460

480
470
Energy Loss (eV)490

Cs-STEMを駆使し、チタン酸ランタンの原子識別、
原子構造、電子状態の決定を行うことができた。これによりLaTiOx超構造セラミックスの成分(組成)の割合によって、結晶構造変化や1次元的な電気伝導を誘起することが明らかになった。

Z.Wang,L.Gu,M.Saito,S.Tsukimoto,M.Tsukada,F.Lichtenberg,
R. Ishikawa, N. Shibata, F. Oba, T. Taniguchi, S.D. Findlay, Y.Ikuhara and J.G. Bednorz
Advanced Materials ,25,218(2013)
I. Tanaka, Y. Ikuhara
doi:10.1038/srep04758(2014)
Phys. Rev. Lett. 110 (2013) 065504.

高分解能走査型電子顕微鏡
JSM-7000F
・解像度12nm(30kV)
解像度12nm(30kV)
・RBEI
・STEM
・EBSD

 東京大学

地震研究所

カンラン岩の結晶配向のメカニズム解明

ＹMnO3の原子分解能STEM観察

原子分解能元素マッピング構造解析装置
JEM ARM-200F Thermal FE

180°ドメイン界面の原子配列の可視化に成功！
圧電性の起源となる局所的なイオン変位を可視化
し、新規圧電材料開発に必須の原子分解能ドメイン
構造解析技術を確立した。
T. Matsumoto et al.
Nano Letters 13 (2013) p.p. 4594‐4601

超微量元素計測システム
NanoSIMS 50L

・0.082nmの高解像度
高解像度・SDD,EELS
・軽元素対応検出器

 東ソー株式会社
過酷環境下で使用可能なジルコニアを創出

地震波の速度異方性はカンラン岩の結晶異方性によると考えられるが、拡散クリープ下で変形すると 結晶軸がある特定の方向にで変形すると、結晶軸がある特定の方向に配列することを発見した。

イットリア安定化ジルコニウムは熱水中では長時間、曝されると、強度が低下する。
しかし 粉末製造技術と添加物効果の応用に
しかし、粉末製造技術と添加物効果の応用により、劣化現象が克服できることを実証した。

Miyzaki, T., Sueyoshi, K. and Hiraga T.,
Nature, 502, 321‐326, 2013.

K.Matsui, H.Yoshida,Y.Ikuhara
Scientific Reports 4:4758 doi:10.1038/srep04758(2014)

高分解能で元素や同位体の可視化が可能

 東京大学
セラミックス中の酸素同位体の分布測定

酸化亜鉛セラミッ
クスに粒界拡散した18O像

左図内のABライン上における18Oの強度分布。粒界拡散幅80nm（試料提供：（独）物質・材料研究機構 坂口 勲 博士）

酸化亜鉛セラミックスの表面から18Oを拡散させた。試料内部を NanoSIMS 50Lで調べたところ、粒界で高濃度の18Oが観察され、粒界が高速拡散路として機能している事がわかった。

問い合わせ：東京大学 微細構造解析プラットフォーム拠点 コーディネート室
E-mail: info@lcnet.t.u-tokyo.ac.jp，Phone: 03-5841-6372
ホームページ http://lcnet.t.u-tokyo.ac.jp72

解析 PF-6 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

微細構造解析プラットフォーム

名古屋大学 超高圧電子顕微鏡施設 微細構造解析プラットフォーム
高性能電子顕微鏡による反応科学・ナノ材料科学研究支援拠点
名古屋大学エコトピア科学研究所超高圧電子顕微鏡施設では「文部科学省ナノプラットフォーム微細構造解析プラットフォーム」事業を展開しています。この事業では、反応科学超高圧電子顕微鏡㻔㻶㻱㻹㻙㻝㻜㻜㻜㻷㻌㻾㻿㻕を中心としてナノ材料開発などの支援を行っています。
㻶㻱㻹㻙㻝㻜㻜㻜㻷㻌㻾㻿㻌の大きな特長として、通常の電顕微鏡の試料室は高真空環境下にありますが、各種ガスを 㻜㻚㻝気圧まで導入することが可能であり、ガス環境下における自動車用触媒、燃料電池や二次電池などの研究には不可欠な材料開発の支援を行うことが可能です。
それ以外にも、収差補正装置を搭載した原子直視型電子顕微鏡や㻲㻵㻮㻙㻿㻱㻹装置など高性能電子顕微鏡を多数取りそろえています。

研究設備●反応科学超高圧走査透過電子顕微鏡●高分解能電子状態計測走査透過型電子顕微鏡 ●高速加工観察分析装置●収差補正電界放出走査透過型電子顕微鏡 ●冷電界放出透過電子顕微鏡●電子分光走査透過電子顕微鏡 ●高分解能分析電子顕微鏡 ●走査型電子顕微鏡●集束イオンビーム加工機 ●アルゴンイオン研磨機 ●試料作製装置群

反応科学超高圧電子顕微鏡

高分解能電子状態計測走査透過電子顕微鏡 -(0$50)

収差補正電界放出走査透過
電子顕微鏡 (0%8

電子分光走査透過電子顕微鏡-(0$50)

高分解能分析電子顕微鏡-(0

-(0.56

成果例

東北大学
金触媒のガス環境その場実験

高速加工観察装置 ),%6(00,/冷電界放出透過電子顕微鏡+)

集束ｲｵﾝﾋﾞｰﾑ加工機)%

走査型電子顕微鏡
4XDQWD)(*スピネル構造[110]入射

Mnoct
Mntet
O

トヨタ自動車 株式会社

ウプサラ大学
スウェーデン

反応科学超高圧電子顕微鏡

ナノポーラス金 13* は&2の酸化に高い活性反応時に表面がファセット構造を形成

1 nm

HAADF

$LU  &2 3D57

1 nm

ABF

酸化マンガンの67(0像収差補正電界放出走査透過電子顕微鏡*DV$U&2  12  3D
バイメタル微粒子の酸化還元ガスその場実験
反応科学超高圧電子顕微鏡7)XMLWDHWDO 1DWXUH0DWHULDOV  1DQR/HWW 中央発條 株式会社
鉄鋼材料の結晶立体像
高速加工観察装置

株式会社 豊田中央研究所
ホーユー 株式会社

日本ファインセラミックスセンター -)&&

藤田保健衛生大学
ラットの肝臓細胞
高速加工観察装置

毛髪中のメラニン顆粒の立体像
反応科学超高圧電子顕微鏡

ゼオライト結晶の構造像
高分解能分析電子顕微鏡

リチウムイオン二次電池のリチウム化学分析マップ
電子分光走査透過電子顕微鏡

問い合わせ：名古屋大学 エコトピア科学研究所 超高圧電子顕微鏡施設㻔荒井重勇㻕
ナノテクノロジープラットフォーム 微細構造解析プラットフォーム㻱㻙㼙㼍㼕㼘㻦㻌㼚㼍㼚㼛㼜㼘㼍㼠㻬㼚㼍㼓㼛㼥㼍㻙㼙㼕㼏㼞㼛㼟㼏㼛㼥㻚㼖㼜㻘㻌㻌 㻼㼔㼛㼚㼑㻦㻌㻌㻜㻡㻞㻙㻣㻤㻥㻙㻟㻢㻟㻞
ホームページ 㼔㼠㼠㼜㻦㻛㻛㼚㼍㼚㼛㼜㼘㼍㼠㻚㼚㼍㼓㼛㼥㼍㻙㼙㼕㼏㼞㼛㼟㼏㼛㼜㼥㻚㼖㼜73

解析 PF-7 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

微細構造解析プラットフォーム

京都大学 京大微細構造解析プラットフォーム－最先端構造観察・計測共用拠点－
国立大学法人京都大学における微細構造解析プラットフォームでは、特色ある最先端の透過電子顕微鏡を用いた、各種ナ
ノ材料や有機、無機物質で合成 された先端機能性材料の微細構造解析と元素分析を主な研究領域として支援を行います。
支援装置として、化学研究所に設置されている3台の透過電子顕微鏡を登録し、装置の特性を生かした支援を実施します。

研究設備
極低温高分解能透過電子顕微鏡

球面収差補正透過電子顕微鏡

モノクロメータ搭載低加速原子分解能分析電子顕微鏡

電子顕微鏡
極低温高分解能透過電子顕微鏡
JEOL JEM-2100F(G5)球面収差補正透過電子顕微鏡
JEOL JEM-2200FS + CEOS CETCOR
モノクロメータ搭載低加速原子分解能分析電子顕微鏡
JEOL JEM-ARM200F

試料作製装置群
集束イオンビーム装置

精密イオン研磨装置

ミクロトームディンプリング装置

利用事例

集束イオンビーム装置

JEOL JEM-9310FIB

精密イオン研磨装置

Gatan Model 691 PIPS

ミクロトームLeica Ultracut UCT

ディンプリング装置

South Bay Technology D500i

利用形態

負球面収差イメージングによるゼオライト細孔内ポテンシャルの解析（ファインセラミックスセンター・吉田要）

機器利用

機器操作に習熟した利用者が自ら操作し実験データを取得する技術支援

技術補助

機器操作方法を指導しながら、利用者が機器を操作し実験データを取得する技術支援

技術代行

支援者が利用者に代行して機器を操作し、実験データを取得する技術支援

共同研究

利用者と支援者が共同で実施する成果公開型
共同研究

技術相談

計測技術に関する相談に対して、支援研究員
が専門的知識を提供する支援

負球面収差TEM像
電子線照射損傷を受けやすいゼ
オライトに対し、負の球面収差条
件でTEM像を低照射量で観察することにより、原子スケールでの骨格構造の観察に成功した。
セシウム吸着したNaA型ゼオライ
トにおいて、セシウムの吸着サイ
トを直接観察し決定した。

NaA型ゼオライト

Cs吸着NaA型ゼオライト

Cs+

Scientific Reports 3, 2457 (2013)

利用料金
アミドアミンオキシド（AAO）誘導体を基盤とする
機能性低分子ゲル化剤の開発（大阪市立工業研究所・懸橋理枝）
極低温透過型電子顕微鏡による液中観察により会合体構造を確認し、低分子ゲル化剤の化学構造と会合体の構造との関係を明らかにした。

クライオTEMによる液中の会合体構造の観察

粘性の違い

C11CNC-n水溶液
OLAM1-3 (25 mM) 水溶液
紐状ミセルの形成（粘度の温度依存性がない）

C14NC-6 (50 mM) 水溶液
ナノチューブ構造の形成（明確なゲル化温度がある）(1時間当たり, 円, 税込)

機器
極低温高分解能透過電子顕微鏡
球面収差補正透過電子顕微鏡
モノクロメータ搭載
低加速原子分解能分析電子顕微鏡
集束イオンビーム装置
精密イオン研磨装置
ミクロトームディンプリング装置
技術料

一般
5,150
4,120

学術
2,575
2,060

5,800

2,900

2,000
300
300
150
1,080

1,000
150
150
75
540

※「学術」は学術研究機関の利用に適用される料金です。
※「技術料」は技術補助・技術代行での利用の際に、機器利用料に加え負担いただく料金です。
※詳細につきましては、ホームページより「利用内規」「利用負担金
内規」をご覧ください。

問い合わせ：京大微細構造解析プラットフォーム事務局
E-mail: nanoplat@eels.kuicr.kyoto-u.ac.jp, Phone: 0774-38-3051
ホームページ http://tem.nanoplat.cpier.kyoto-u.ac.jp/74

解析 PF-8 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

大阪大学ナノテクノロジー設備供用拠点-微細構造解析プラットフォーム世界最高加速電圧300万ボルト超高圧電子顕微鏡を中心とする透過型電子顕微鏡による研究支援を提供いたします。
グリーンおよびライフイノベーションに関連する物質・材料
や⽣物・⽣体の透過型電子顕微鏡⽤試料の作製ならびに透過型電子顕微鏡によるナノメートルからマイクロメート
ルスケールの微細組織の構造観察、元素分析に関連する研究領域を支援いたします。
個々の利⽤者に対して問題解決への最短アプローチを提供いたします。

超高圧電子顕微鏡(H-3000)

トモグラフィーによる厚い試料の立体観察
気管上皮アピカル構築の観察

マウス気道多繊毛上皮と基底小体

メラニン顆粒の微細構造解析

繊⽑の根本

0.2μｍ

a

b

図1 ヒト⽑髪メラニン 図2 ヒト⽑髪メラニン顆粒の超高圧電顕
顆粒の 超高圧電顕像
トモグラフィーによる三次元再構成像
a：⻑軸⽅向断⾯、b：短軸⽅向断⾯
⻩⾊：球状タンパク、⻘⾊：繊維状タンパク構造
・生命活動に関わる繊⽑の基底小体に付随する2種類の突起構造（DAとSA）の機能は明らかでない。
・超高圧電⼦顕微鏡トモグラフィーを使った三次元微細構造解析より、
DAとSAの構造と役割が解明された。

100nm

図3 マウスのメラノーマ
細胞由来のメラニン顆粒

(大阪大学 生命機能研究科 医学系研究科 月田教授)

超高圧電子顕微鏡を用いた半導体デバイス解析事例
ＬＳＩデバイスの観察例
200kV電⼦顕微鏡

超高圧電⼦顕微鏡(花王株式会社ビューティケア研究センター)

TEM試料作製から断面観察までの一貫した支援
酸化ケイ素ナノワイヤーの核発生過程

自己形成したInAs量子ドット

結晶性Siナノ粒⼦(Si NP)を片⽅の先端に持つ非晶質
酸化ケイ素(SiOx)ナノワイヤー(NW)の核発生および成⻑挙動の研究

積層量⼦ドットのフォトルミネッセンスの偏光異⽅性の研究

100nm

断⾯TEM像の比較（超高圧電⼦顕微鏡では明瞭に観察できる）

ＬＳＩデバイスの立体構造観察
NWの片⽅の先端から他⽅の先端までの電⼦顕微鏡像

再構成像

1μｍ

200nm

Flashメモリーをピラー状に加工して観察した例

利用料金
利用相談(無料)

利⽤形態
機器利⽤
技術補助
技術代⾏

ＬＳＩデバイスの故障（ボイド）箇所付
近の⽴体観察例

利⽤者機関

ＬＳＩデバイスの故障箇所
周りをＦＩＢ
で切り出した
サンプル

利⽤負担⾦
1 件/日
1 件/年

大学・公的
研究機関

10,000円

300,000 円

⺠間企業等

30,000円

1,000,000 円

日本人⿊髪を酵素分解して得たメラニン(eumelanin) 顆粒およびマウスのメラノーマ(⿊⾊腫) から単離したメラニン顆粒の微細構造の形状、サイズ、分布等をトモグラフィーによる⽴体像の観察を⾏い、顆粒内部の球状構造の存在及びその⽴体的分布を明らかにした。

NWの直径は10〜40 nmで、端には直径25〜80 nmの球状ナノ粒⼦(NP)が存在していることがわかった
電⼦線回折パターンから、ダイヤモンド型構造の結晶性Si NPの存在が示唆された。EDSスペクトル測定より、原⼦組成はNWはSiおよびO原⼦、NPは大部分がSi原⼦であることが明らかとなった。
(三重大学工学研究科 小海教授）

9層に積層したGaAs基
板中のに自己形成した
InAs量⼦ドットの断⾯
TEM 像

量⼦ドットの配列制御による光学遷移の偏光特性制御の自由度の増加。
量⼦ドットを⾯型デバイスに応⽤するための成⻑⽅向のドット密度の増大を示すＴＥＭ像と光学特性の変化。
単⼀の量⼦ドットでは成⻑⾯
内に平⾏な偏光成分が⽀配的であるのに対して、近接積層量⼦
ドットでは波動関数の電⼦的結合により成⻑⽅向に平⾏な偏光成分が⽀配的となる。
配列制御によって光学遷移の偏光特性を制御した量⼦ドットを利⽤する⾯型デバイスの高効率化の達成が可能。
(神⼾大学工学研究科 喜多教授）

問い合わせ：ナノテクノロジープラットフォーム 事務局（横山）E-mail: info-nanoplat@uhvem.osaka-u.ac.jp，Phone: 06-6879-7941
ホームページ http://www.uhvem.osaka-u.ac.jp75

解析 PF-9 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

微細構造解析プラットフォーム

日本原子力研究開発機構 JAEA微細構造解析プラットフォーム
放射光は広い波長領域にわたって、高輝度・高強度、高指向性、波長選択性、偏光性などの特性に優れた光源であり、物質・材料の詳細な結晶構造や電子構造、元素選択的な結合状態や局所構造など、他の方法では困難なナノ構造・状態の解析を試料非破壊で可能にします。原子力機構は、世界最高性能の第三世代大型放射光施設
SPring−8に4本の専用ビームラインを有しており、これまでにも自主事業やナノテクノロジーネットワークを通じて、機構外の利用者の研究支援を行ってきました。材料機能発現中のその場測定やリア
ルタイム測定などの機能発現メカニズムを探るための特色ある実験装置を含むこれらビームラインをナノテクノロジー材料研究に役立てるため、ナノテクノロジープラットフォームにおいても提供していきます。

・世界最先端の大型放射光施設SPring-8の利用機会の拡充
・専用ビームラインにおけるJAEA独自の計測・解析技術のよる研究支援
・他の量子ビーム施設の利用も含めた課題解決方法の提案
JAEA-BL（４本）

SPring-8

X線分光

他の量子ビーム施設
放射光

回折・散乱

KEK-PF、AR

軟X線分光

イオン・電子線

立命館大SRセンター
中性子

TIARA
レーザー

共用BL
NIMS-BL/他の専用BL

J-PARC

量子ビームプラットフォーム
構築を目指した連携

JRR-3

JAEA光量子科学研究施設

 地理的・技術的な施設の相補利用
 最適な装置・手法の選択
 分野横断的な利用者支援
 事故等で研究を停滞させないセーフティネット
 総合的視野を持つ人材育成の環境

支援設備
量子ダイナミクスビームライン（BL11XU）

硬Ｘ線ＢＬ 結晶構造・
局所構造

利用エネルギー：6～70keV
放射光メスバウアー分光装置▶57Fe, 61Ni等のメスバウアー核種を対象とした
放射光メスバウアー分光▶斜入射法や同位体置換試料を利用した、金属薄膜の原子層単位解磁性探査

物質科学ビームライン（BL14B1） 利用エネルギー：5～90keV（単色光）、5～150keV（白色光）
キュービックアンビル型高温高圧発生装置▶高温高圧（ P < 13GPa, T < 2500K）実験▶エネルギー分散型回折法
・温度-圧力相図の探索→記録媒体（光ディスク）材
料の基礎物性データ収集
・残留応力・ひずみ測定

量子構造物性ビームライン（BL22XU） 利用エネルギー：3～70keV
ダイヤモンドアンビルセル高圧回折計▶イメージングプレート（その場読み取り可）、CCD検出器、クローズドサイクルHeガス冷凍器（＞4K）▶粉末、単結晶両対応
・低温高圧精密構造解析

軟Ｘ線 電子構造

重元素科学ビームライン（BL23SU）

利用エネルギー：0.37～2keV

ウラン化合物
利用可

軟Ｘ線磁気円二色性（XMCD）測定装置▶ 試料温度5～300K、印加磁場0～10T▶ 左右円偏光連続高速反転（1Hz）による変調法
・元素選択的磁気状態の決定→ナノ構造材料の磁気構造研究

利用形態と利用料金
利用形態～高温高圧発生装置（BL14B1）利用事例～～表面化学実験ステーション（BL23SU）利用事例～

機器利用

利用者自らが機器を操作する利用形態

X相とは

Si(001)表面における酸化膜成長・分解過程を統一的に理解し、次世
代3次元Fin型FETの開発に資するために提案したSi原子放出と点欠陥発生を介した界面反応モデルの妥当性を、その場光電子分光観察により検証した。

技術補助

支援者が技術補助、指導などを行いながら、利用者が機器の操作をする利用形態

共同研究

支援者と利用者が共同で課題を実施する。原則、成果は共同成果とし、論文発表の際は共著とする。

技術相談

利用者の相談に応じて、実験計画の立案、最適な実験方法や利用施設の選択等についてアドバイスする。他の量子ビーム施設も利用も視野に入れた幅広い提言を行う。

A地点：
酸化速度の急増
酸化状態・界面歪みの増加

6 layers
Concentration
modulation

Zn&Y

濃度変調と構造変調が同期

どのような強化機構で、既存合金を超えたのか？
X相のキンクに関連

シンクロ型LPSO : Long Period Stacking Order
synchronized with chemical concentration

Fig. 1 室温および500℃で酸化したときの酸化膜厚の酸素曝露量依存シンクロLPSO形成機構、形成条件を把握することで、シンクロLPSO形成物質群の探索を容易にし、強化材料作製に資する

Sample: Mg85Zn6Y9
温度変化 10℃/min.(約3℃変化する間に一測定）

900
800
700
600

400
300

Cooling process

高温高圧処理回収試料より得られたMg85Zn6Y9の温度圧力相図

500

0

2

4

6

Pressure (GPa)
533.9

一致！

Intensity
0
100
200
300

3000
2000

400

1000

500
2

3

2 theta (degre
e)

4

5

600

Intensity (arb.unit)

4000

536.5

544.0
546.6
550.4

e (℃)
Temperatur

5000

553.8
556.8
560.5
563.4

●

6 0 0 ℃

B N
●

●

B N
●

5 0 0 ℃●●

B N

4 0 0 ℃

hcp + L21 + ? 高圧相
LPSOではない複数の相LPSO に分離

2 0 0 ℃

1

2

3

4

5

2 theta (degree)

濃度変調、構造変調のどちらからくるピークも同時に現れる。18周期の方が10周期より高温まで
安定、高温で形成※500℃の酸化では歪みが増加せず、酸化速度の増加も見られなかった

Liquid + ?

7 0 0 ℃

7000

540.6

Fig. 2 室温および500℃で酸化した時の酸化状態および界面歪みの酸素曝露量依存。

8 10 12 14 16

8000

6000

B地点：
Siαピーク（界面歪み）が増加
を開始① 酸化誘起歪みが増加して点欠陥も多く発生し、それによって酸化反応
サイトが増えたことが自己増速酸化につながった② 自己増速酸化によって新たな歪みが発生している

高圧下X線解析活発に動ける状態（隣との結合弱い状態）からの冷却でLPSOが生成する。
Temperature (C)

常圧高温下その場X線解析
崩壊過程、形成過程のその場観察により、濃度変調、構造変調が同時である
ことを明らかにした。

(counts)

H24年度補正予算でリニューアル
H26年度より供用開始済

軟Ｘ線光電子分光装置▶世界最高レベルのエネルギー分解能（E/ΔE>104）▶角度分解光電子分光測定（ARPES）→次世代電子デバイス・エネルギー変換材料の電子構造研究

表面化学実験ステーション▶光電子分光、LEED等の表面観察装置▶超音速分子線装置
・吸着・脱離過程の実時間制御・評価→極薄酸化膜・窒化膜形成や原子層レベルエッチングの研究

Mg

Inteinsityκ（カッパ）型Ｘ線回折計▶汎用κ型回折計
・表面界面構造解析→電極表面および電極/電解液界面構造の電気化学反応下その場解析

大型二軸・四軸回折計
・共鳴X線散乱、極低温結晶構造解析→相転移・秩序状態の観察などの基礎物性研究
・高コヒーレントマイクロビーム、スペックルパターン測定→リラクサー強誘電体のドメイン観察
・残留応力・ひずみ分布測定→ピーニング表面改質効果の検証

ＲＩ実験棟

シンクロ型LPSO構造を含むMg-Zn-Yの高温 欠陥発生を介した統合Si酸化反応モデル
によるゲート絶縁膜作製プロセスの開発
高圧下構造解析1

H24年度補正予算で窒化物半導体
製膜過程の観察が可能になる
H27年度より本格供用開始予定

エネルギー分散型ＸＡＦＳ測定装置▶白色Ｘ線+湾曲シリコン単結晶（ポリクロメータ）+
位置敏感型検出器（Ｘ線ＣＣＤカメラ等）からなる
時分割ＸＡＦＳ測定システム→触媒等の反応過程の時分割その場観察

利用事例

0

表面X線回折計▶MBEチェンバーを搭載した表面回折計
・原子層制御結晶成長過程のその場観察→量子ナノドット・デバイスの開発研究

共鳴Ｘ線非弾性散乱実験装置▶背面反射結晶アナライザーによる高エネルギー分解
能（ΔE=0.1 ～1 eV）▶超伝導マグネット（～8 T） 、He循環型冷凍機（＞10 K）→スピン・軌道・電荷秩序状態の研究

2 6 ℃

4 0

6 0

E n e rg y

8 0

(k e V )3GPa、各温度でのエネルギー分散XRD

実験責任者：松下正史（愛媛大学）

Fig. 3 点欠陥発生を介した界面酸化反応モデル。本モデ
ルでは歪みが大きいと顕著な点欠陥発生が生じ、酸化速度が増加する。
実験責任者：小川修一（東北大学）

2014年2月1日改定の新料金表による2014年4月1日以降に消費税率改定に伴う変更を予定

利用料金
ビームライン利用料［円/シフト（8時間）］

研究開発
成果公開
一般課題 競争的資金利用
9,320
22,070

成果非公開
一般課題
66,220

研究開発以外
商業利用等
112,240

 ビームライン利用料単価は各設備で同一。1シフト（８時間）単位で課金
 「機器利用」、「技術補助」、「共同研究」でビームライン利用料単価は同一。「技術相談」は無料。
 ナノプラ課題は成果公開利用のみ。ナノプラ課題以外は自主事業（施設供用）で支援。
 成果非公開（施設供用利用）の場合、JASRIの運転に係わる経費
312,000円/シフトを代行徴収する。
 競争的資金利用は助成総額2,000万円以上が対象。
 特殊な実験補助・技術指導が必要な場合は、別途人件費を徴収する。
直接人件費 研究主幹クラス 6,900円/時間、 研究副主幹クラス 6,100円/時間
研究員クラス
間接経費率5,200円/時間

24%

問い合わせ：JAEA微細構造解析プラットフォーム事務局 小西啓之、官野明子
E-mail: nanopla-office@ml.jaea.go.jp，Phone: 0791-58-2640
ホームページ http://wwwapr.kansai.jaea.go.jp/srrc/nanopla/76

解析 PF-10 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

微細構造解析プラットフォーム

九州大学 微細構造解析プラットフォーム～ ナノマテリアル開発のための超顕微解析共用拠点 ～< 目的 >
ナノテクノロジーを活用した先進材料・デバイス分野における学問的・技術的課題解決によるマテリアル
イノベーションに寄与するとともに、我が国のナノテクノロジーの更なる発展、競争力向上、人材育成に貢献< 研究支援内容 >❑最新鋭の各種電子顕微鏡，試料作製装置などを開放します．
❑多様な物質・材料のナノ構造解析・状態解析について研究の計画と実施を、積極的かつ創造的に支援します．
❑第一線で活躍している学内研究者が相談に応じます．

< 主要な研究設備と利用例 >知の集約化
ナノテクノロジーの発展●世界唯一あるいは世界最高性能を誇る解放設備群

オメガ型電子分光装置付き
超高圧電子顕微鏡（1300kV）

収差補正走査/透過電子顕微鏡

JEM-1300NEF

広電圧超高感度原子分解能
電子顕微鏡

JEM-ARM200F

マイクロカロリメータ高エネルギー
分解能X線元素分析装置SEM

JEM-ARM200CF

TES/EDS＋SEM(ULTRA55)
超伝導型検出器（TES）による高いエネルギー分解能

低加速電圧(30kV～)からの高分解能観察が可能

Cold-FEG

高分解能
HAADF-STEM像

原子分解能
EELSマッピング

Si 〈110〉 @30kV

SrTiO₃ 〈001〉 @200kV

TES型マイクロカロリーメータ
EDS

TES
SDD

高効率X線検出器
100mm2, 0.8sr

Ωフィルタ< 研究・支援内容の特徴 >●第一線で活躍する教授、准教授、助教がサポート●行き届いた技術研修制度
入門・初級コース
中級コース（７種類）
その他特別研修（ナノプラ学生研修）●充実した自主事業との連携<超高圧電子顕微鏡フォーラム>会員制の支援サービス

実行委員１８人
教授６、准教授６、助教６
すべての課題に分担者として協力

・情報サービス
・教育/研修支援・コンサルティング
・研究/技術支援

技術ニュース発行●地元自治体と緊密連携
九州大学学術研究
都市推進機構（OPACK）

福岡県産業・
科学技術振興財団< 解放設備と使用料 >解放設備
超高圧電子顕微鏡 (JEM-1300NEF)（H.26年度の例）
使用料（１枠：４時間）
11,300 円

収差補正走査/透過電子顕微鏡 (JEM-ARM200F)

9,100 円広電圧超高感度原子分解能電子顕微鏡 （JEM-ARM200CF）

9,400 円

３次元観察用電子分光型電子顕微鏡 (JEM-3200FSK)

10,000 円

ローレンツ電子顕微鏡 (TECNAI G2-F20)

8,600 円デジタル電子顕微鏡 （TECNAI G2-20)

8,300 円マイクロカロリーメーター高エネルギー分解能
6,800 円＋液体He実費
元素分析装置SEM （SII TES + Zeiss-ULTRA55)
試料作製装置群・デュアルビームFIB試料作製装置 (FEI Quanta 3D 200i)
FIB ・・・ 6,200 円
・イオン研磨装置 (Gatan PIPS M-691)
・イオン研磨装置 TEMミル,Nanoミル (Fischione M 1050/1040）

北九州産業学術推進機構< 九大キャンパスマップ >九州大学伊都キャンパス
超顕微解析研究センター

凡例：

高速道路
ＪＲ

福岡都市高速福岡市営地下鉄

主要道路
私鉄

問い合わせ：九州大学 超顕微解析研究センター 微細構造解析プラットフォーム事務局
E-mail: nano̲hvem@hvem.kyushu-u.ac.jp ，Phone: 092-802-3489
ホームページ http://nanoplat.hvem.kyushu-u.ac.jp/77微細加工プラットフォーム

微細加工プラットフォーム

加工 PF- 代表機関（1）
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

微細加工プラットフォーム概要

はじめに
微細加工プラットフォームは、薄膜の堆積やエッチングなど、ナノからマイクロメートルの微細加工を支援します。全国をカバーする北海道・東北・関東・中部・関西・中国・四国・九州から16の支援機関（13大学・3研究機関）がコンソーシアムを構成し、300を超える高度な先端装置を広く産学官に開放しています。
ワンストップサービスにより、全国の利用者に均等に本プラットフォームの利用機会を提供します。研究課
題の解決に向けた最短アプローチの実現に向けて、コーディネータが最適な装置や技術を紹介します。

目標装置を持たない研究者や企業装置を有する研究者や企業• 装置を利用してアイディアを具• 装置の保守管理から解放
現化• 支援機関の高度な技術や、• 支援機関の経験豊富な知恵と専門外の技術を活用
技術を活用• 研究開発のレベル向上と期間の短縮• 他研究者や異分野研究者との活発な交流• グローバルな研究開発競争力

支援体制
バイオ＆ライフサイエンス
化学＆分子テクノロジー
ナノエレクトロニクス
フォトニクス
N&MEMS
マテリアルサイエンス
環境技術
エネルギー関連技術
モデリング＆シミュレーション
ESH

16支援機関がナノテクノロジー分野の主要技術領域をカバーし、個別にあるいは緊密に連携して支援します。
 6名のコーディネータが適切な支援機関をご紹介します。ホームページの利用相談窓口をご利用ください。

北海道大学

東北大学

筑波大学
産業技術
総合研究所
物質・材料
研究機構

京都大学
大阪大学

左より、中村（京都大学）、和田（産業技術総合研究所）、島本（同左）、落合（同左）、有本（同左）、安宅（同左）

東京大学

広島大学

東京工業大学

山口大学

早稲田大学
豊田工業大学
香川大学

名古屋大学

北九州産業
学術推進機構http://nsn.kyoto-u.ac.jp/

利用相談窓口全国 16 支援機関の所在とカバーする技術分野

装置の特色
微細加工のキーとなるリソグラフィ装置を全国の支援機関に配備しています。
⁻ 電子ビーム描画装置（EB）、集束イオンビーム装置（FIB）、ステッパー
⁻ レーザ描画装置、LEDを用いたマスクレス露光装置
材料開発やデバイス試作に必要な各種装置群を配備しています。
⁻ 膜堆積、膜加工装置
⁻ 基板接合装置、ダイシング装置
⁻ 計測評価装置
⁻ 観察装置、分析装置

80

主要なリソグラフィ装置の設置および技術支援者の配備状況

 各支援機関の経験豊富な研究者及び技術支援者が装置の利用をサポートします。

お問い合わせ：微細加工ナノプラットフォームコンソーシアム 代表機関事務局
E-mail: nanoplat@t.kyoto-u.ac.jp, Phone: 075-753-5656
ホームページ: http://nsn.kyoto-u.ac.jp/

加工 PF- 代表機関（2）
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

微細加工プラットフォーム 利用成果概要

利用状況（H24・H25年度実績）
 年間 1,000 件を越える研究課題を支援します。
• 企業の利用が3割、他大学の利用が3割を占める、産学に広く開かれたプラットフォームです。
• 6割のユーザが自身で装置を操作し、微細加工のスキルとノウハウを体得しています。

0

年度
H24（7～3月）

500

248

82

292

利用件数
1,000

382

1,500
大企業

66

中小企業
他大学

H25（4～3月）

302

86

342

416

77

学内他部局

公的研究機関その他

 支援機関は得意分野技術を活かして支援します• 利用の多い分野は
⁻ ナノエレクトロニクス 512件
⁻ NEMS&MEMS
489件
⁻ マテリアルサイエンス 475件
⁻ フォトニクス
312件

モデリング&シ ESH (環境、安ミュレーション, 7 全、健康), 6
エネルギー関連
その他, 42
技術, 60

バイオ&ライフサ
イエンス, 207
化学&分子テクノ
ロジー, 55

環境技術, 14
マテリアルサイエンス, 475 複数の支援機関が連携して支援します。
• 連携支援事例は 57件、他のプラットフォームとの連携支援事例 は 71件に及びました。

ナノエレクトロニ
クス, 516

N&MEMS, 489
フォトニクス, 312

技術分野別 利用件数創出された成果 利用者の活発な学会活動につながりました。
学会等における
学会誌・雑誌等に プレス発表・解説
年度 口頭・ポスター発おける論文掲載
記事等
表
国内 海外

受賞等

http://nsn.kyoto-u.ac.jp/

計

和誌 洋誌

計

国内 海外

計

国内 海外

計

H24 531

340

871

46

293

339

36

0

36

25

6

31

H25 508

298

806

60

225

285

34

3

37

43

15

58

会員登録してログイン

 利用した成果事例が、Web上の報告書で閲覧できます（会員登録が必要です）。
 具体的な利用成果は、各支援機関のポスターをご覧ください。

量産を見据えてステッ
パーで試作したいが、どのような試作事例がある？

報告書のWeb閲覧システム

交流活動・セミナー等の開催
 交流活動• シンポジウム等を通じてユーザと支援機関の交流を促進しています。
2015年3月4日（水）にシンポジウムを開催します セミナーやスクールを開催し、受講者には微細加工技術を修得していただきました。
• 利用する装置の特徴などを学習できます。
• 実習プログラムも準備されています。
年度

セミナーやスクールのﾜｰｸｼｮｯﾌﾟ、ｼﾝ
開催数
ﾎﾟｼﾞｳﾑ等の開催数
一般を
学生・生徒を
対象
対象

H24

19

25

29

H25

24

25

48

『3次元造形 & 薄膜実践セミナー』（2014年9月）
産学官を対象としたセミナーを 8支援機関が連携して開催しました。受講者の約6割が企業で、プラットフォーム利用への関心を持ってもらいました。
実習コースも併設し、受講者の一部はより深い技術を修得しました。

お問い合わせ： 微細加工ナノプラットフォームコンソーシアム 代表機関事務局
E-mail: nanoplat@t.kyoto-u.ac.jp, Phone: 075-753-5656
ホームページ: http://nsn.kyoto-u.ac.jp/

81

加工 PF-1 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

微細加工プラットフォーム

北海道大学 微細加工プラットフォーム
集約された先端ナノ加工装置群と蓄積した加工ノウハウによる微細加工作製支援

国立大学法人北海道大学では、学内2カ所のクリーンルームを開放して幅広いユーザーへの研究開発支援を行います。
支援装置としては、加速電圧130kVの超高速スキャン電子線描画装置を含む5台のEB描画装置、レーザー直接描画装置、FIB加工装置、両面マスクアライナーといった微細パターン形成装置群、金属、磁性体、酸化物までを高精度に成膜可能なスパッタ・蒸着装置群、加工素材と精度に合わせて選択できるドライエッチング・
イオンミリング装置、作製したデバイスを評価するためのFE-SEMや太陽光シミュ
レーター等を整備しています。
これらの装置群に加え、多くの研究者がもつ最先端の加工ノウハウと技術職員が積み上げたデータを有効に活用し、ユーザーの研究、技術・製品開発が加速されるようなデバイス創出への積極的なサポートを推進します。

成膜装置

リソグラフィー
装置

加工ノウハウと充実した支援体制

エッチング装置

最適なデバイス作製

ユーザーの技術課題への適切な対応

・北海道大学が持つ特徴的な技術であるフォトニック結晶デバイス、プラズモニックデ
バイス、メタマテリアルなどのフォトニクスナノデバイス開発の支援
・バイオ・ライフサイエンスデバイスの作製支援
・豊富な加工ノウハウを活かし、スピーディーな支援で技術的課題解決へ
・産業界の研究者が有する技術的課題を解決し、イノベーション創出を加速
・産学官連携による異分野融合と若手人材の積極的な育成

産業界への研究開発支援

若手人材の育成

高度かつ幅広い分野への最先端研究や産業界へのニーズに対応した支援
微細加工プラットフォーム全体の発展、我が国の新しい技術・産業創出へ

研究設備
加工領域

・加速電圧125kV超高精度電子線描画装置、レーザー直接描画装置を含めた多様な描画
装置群
・ヘリコンスパッタ、真空蒸着、原子層体積装置、イオンビームスパッタなどの成膜装置群
・ICPドライエッチング装置、RIE、NLDドライエッ
チング装置、イオンミリング装置などのエッチ
ング装置群

リソグラフィー技術
レーザー直接描画装置

成膜技術
両面マスクアライナ

クリーンルーム（1）クリーンルーム内に集積した微細加工装置群（2）教員、技術職員、支援員が持つ加工ノ
ウハウの提供
超高精度電子線描画装置(125kV)（3）課題解決に向けた技術相談・サポート

エッチング技術
原子層体積装置

新規デバイス創製や研究課
題・技術課題解決へ

反応性イオンエッチング装置

ヘリコンスパッタリング装置

評価技術

その他加工技術
FE-SEM

イオンビームスパッタ装置

ICPエッチング装置

集束イオンビーム加工装置
超高精度電子線描画装置(100kV)

電子線描画装置(30kV)

利用事例

装置名(型式)
超高速スキャン電子線描画装置（エリオニクス：ELS-F130）
超高精度電子線描画装置（エリオニクス：ELS-F125）
超高精度電子線描画装置（エリオニクス：ELS-7000HM）
電子線描画装置（エリオニクス：ELS-3700）
電子線描画装置（エリオニクス：ELS-7300）
レーザー直接描画装置（ネオアーク:DDB-201）
両面マスクアライナ（ズースマイクロテック：MA-6）
マスクアライナ（ミカサ：MA-20）
真空蒸着装置 (サンバック：ED-1500R)
プラズマCVD装置(サムコ：PD-220ESN)
液体ソースプラズマCVD装置（サムコ：PD-10C1）
ヘリコンスパッタリング装置(アルバック：MPS-4000C1/HC1)
イオンビームスパッタ装置(アルバック：IBS-6000)
原子層体積装置(ピコサン社製：SUNALE-R)
ALD製膜装置（Cambride NanoTech：Savannah 100）
超高真空5源ヘリコンスパッタ（菅製作所：Av028）
パルスレーザー堆積装置（パスカル：PAC-LMBE）
EB加熱・抵抗加熱蒸着装置（アルバック：EBX-8C）
ICP高密度プラズマエッチング装置（サムコ：RIE-101iPH）
ICPドライエッチング装置（住友精密：SPM-200）
ICP加工装置（エリオニクス：EIS-700）
ドライエッチング装置（アルバック：NLD-500）
反応性イオンエッチング装置（サムコ：RIE-10NRV）
イオンミリング装置（アルバック：IBE-6000S）
ECR加工装置（エリオニクス：EIS-200ER）
高分解能電界放射型走査型電子顕微鏡（日本電子社製：JSM-6700FT）
環境試験器（エスペック：SH-221）
デジタル顕微鏡（ハイロックス：KH-7700）
太陽電池評価システム（ワコム電創：WXS-156S-L2,AM1.5GMM）
FIB加工装置（エリオニクス：EIP-3300F）
真空紫外露光装置（エヌ工房：フォトクリエーターPC-01-H）

上記装置を学内2ヶ所のクリーンルーム（クラス100、クラス10000）に設置。
ドラフト設備なども完備。

利用形態と利用料金

ギャップ間距離を高精度に制御した金属ナノ構造の作製技術（電子線描画装置によるリソグラフィー）～プラズモニックデバイス作製～
テラヘルツ検出デバイ
ス

表面増強ラマン散乱検出デバイス

電子線描画装置の描画分解能以下（シン
グルナノメートル）の精度でギャップ間距離を制御する技術と形状制御技術によるプラズモニックデバイスの作製支援

nano-ringnano-slit

100 nm

100 nm金属ナノ構造のギャップ制御技術

300 nm

金ナノブロックダイマー（左）金ナノ構造を用いたプラズモンリソグラフィー（右）金ナノスリットリング構造と金ナノリング構造のSEM像

金ナノスリットリング構造と金ナノリング構造の吸収スペクトル

超高速スキャン電子線描画装置によるレンズデバイス作製

多様な薄膜形成支援～曲面描画や大面積描画への取り組み～～高機能・高精度超薄膜作製～
原子層堆積装置（ピコサン製 SUNALE）

仕様装置：超高速スキャン電子線描画装置（エリオニクス製 ELS-F130HM）
1mm角の200nm円形描画が20分で完了

加速電圧：130kV
試料サイズ：8インチ角対応
高クロック化、曲面描画機能

機器利用

利用者自らが機器を操作する支援

技術代行

装置管理者・支援者が装置の操作・解析を代行

共同研究支援事業参画教員と利用者による成果公開型共同

技術相談

加工技術全般へのコンサルタントとしての支援

gap

成膜可能材料：TiO2、Al2O3、SiO2など
試料サイズ：6インチΦ対応
加熱機構（600度）有り、オゾン利用可能

パルスレーザー堆積装置（パスカル製）

利用料金

工夫次第で5分で完了
電子線描画装置でこのような複雑な形状の加工も可能です！

本学規程の機器利用料金を装置の使用時間に応じて課金

複雑な形状へも均一な成膜が可能
パルスレーザー堆積装置

EBリソグラフィー＋
WSiエッチング
レンズ曲面にも描画可能!

2cm角基板への高品質薄膜作製
RHEED装備
800度までの基板加熱機構有り

この辺りの線幅
14 nm
Al＋Ti＋Si

この他にも合計4台の電子線描画装置が利用可能

装置利用形態、技術相談、利用料金など、下記にお問い合わせ下さい。

成膜材料については要相談

異なる種類の酸化膜の積層構造も作製できます。

ナノメートルオーダーの高品質酸化膜の形成が可能

問い合わせ：北海道大学創成科学研究機構 ナノテクノロジー連携研究推進室（松尾保孝）
E-mail: nanoplat@cris.hokudai.ac.jp，Phone: 011-706-9340
ホームページ http://www.cris.hokudai.ac.jp/cris/nanoplat/82

加工 PF-2 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

微細加工プラットフォーム

東北大学ナノテク融合技術支援センター
微細加工プラットフォーム
MEMSを中心とした半導体試作開発ラインを開放しています。
小片から6インチまで対応する100台を超える共用の設備で、必要な装置を必
要な時に利用可能です。
東北大学に蓄積されたノウハウも利用できます。デバイス／プロセス設計、測定、装置操作指導など経験豊富なス
タッフが最大限支援します。人材の育成にも役立ちます。

実施場所：東北大学西澤潤一記念研究センター 試作コインランドリ

主な設備

レーザ描画装置

LPCVD（SiN, Poly-Si, SiO2, SiON）

EB描画装置PECVD 4台（SiN, SiO2, TEOS-SiO2, W）

ステッパ

両面アライナ

酸化拡散炉（7チューブ）

中電流イオン注入装置

Si, Poly-Si エピ炉

スパッタ装置（5台）

めっき装置

多用途RIE

Deep RIE（4台）

イオンミリング

UVインプリント

熱インプリント

ウェハ接合装置（2台）

ウェハ研磨装置（2台）

マイクロフォーカスX線CT

超音波顕微鏡大口径対応AFM

レーザ/白色共焦点顕微鏡

SEM（2台）TOF-SIMS

利用事例

利用料金

試作デバイスの例
加速度センサ、角速度センサ、圧センサ、磁気センサ、フォトダイオード、放射線センサ、ガスセンサ、振動発電デバイス、太陽電池、
圧電デバイス、水晶デバイス、Siめっき型、マイクロホンなど
単工程（成膜、エッチングなど）のみのご利用も可能です。

利用のご案内技術代行は原則行っていません。利用者の方に直接装置を操作していただきますが、スタッフが喜んで支援します。
ご相談、見学等、大歓迎ですので、下記まで気軽にお問合せください。

設備、技術支援について、利用時間に応じて課金いたします。
・施設使用料 : ¥700 /h（学内¥510 /h）
・技術支援料 : ¥5,565 /h（ナノテクプラットフォーム利用の場合、¥3,150 /h）
・装置使用料 : ¥10～10,000 /h （装置毎に設定）
Spindt型フィールドエミッターアレイ（㈱ナノックスジャパン）

・材料費：実費（薬品、貴金属ターゲット材など使われた場合）
費用と所要時間の例
MEMS圧力センサ ： 最短で3週間、費用約30万円
シリコンウェハの微小穴作成 ： 最短で3日間、費用約5万円
金属薄膜成膜 ： 最短で半日、費用約1万円

ご利用をお待ちしております！

問い合わせ：東北大学試作コインランドリ （東北大学西澤潤一記念研究センター内） 戸津 健太郎
E-mail: totsu@mems.mech.tohoku.ac.jp，Phone: 022-229-4113
ホームページ http://cints-tohoku.jp/

83

加工 PF-3 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

微細加工プラットフォーム

 450m2のCRに30台以上の装置群を集約
 ナノ～ミリスケールにわたる微細加工・素子作製を支援
 多種多様な材料加工に対応可能
 機器利用・技術補助・技術代行での利用が可能
 微細加工スペシャリストによる充実したサポート環境
 大学から民間企業まで幅広い支援・人材育成を積極的に推進 他機関、他PFとの連携利用もサポート

NIMS微細加工プラットフォーム 研究支援施設・装置
シリコン酸化
・熱処理炉

ダイシングソー

UVオゾン
クリーナー

RTA

有機ドラフト酸化膜RIE装置
Si深堀RIE装置

酸素プラズマアッシャー

ウエハRTA

クリーンベンチ
UHV蒸着装置

H27.4～

エキシマ
クリーナー

レーザー
露光装置

マスクアライナー

高速マスクレス露光装置

125kV電子ビーム描画装置
100kV電子ビーム描画装置

ナノインプリント装置

有機ドラフトClass 100

UHVスパッタ装置
酸・アルカリドラフト

クリーンベンチ

手動スクライバー

原子層堆積装置

PECVD

エリプソメータ
FE-SEM

FIB-SEM

有機ドラフト化合物RIE装置

3Dレーザー顕微鏡Class 10000

Class 1000

イオンコータ
多目的RIE装置

12連電子銃型蒸着装置

AFM

全自動スパッタ装置

見学エリア
クリーンルーム前室
入口

125kV電子ビーム描画装置 加工事例

高速マスクレス露光装置 加工事例

利用の流れ／利用料金
STEP1
利用相談

STEP2
課題申請

6インチ

STEP3
課題審査

STEP4
支援実施

STEP5
料金請求

利用料金単価 （装置毎の利用時間に応じた時間課金制）

Φ6インチ石英基板上に作製した櫛型
Au電極（露光時間：約90分）

 最大加速電圧
 フィールド繋ぎ精度
 重ね合わせ精度
 最大試料サイズ： 125kV： < 25nm (600μmフィールド)： < 30nm (600μmフィールド)： φ6インチ

従来機（100kV）に比べ、10倍以上の高速描画が可能

 光源
 位置決め精度
 重ね合わせ精度
 最大試料サイズ： 405nm LED： < 0.5μm (3σ)： < 0.5μm (3σ)： φ6インチ

STEP6
報告書提出

※税抜

機器利用

技術補助・技術代行

125kV電子ビーム描画装置

5,000円／時

7,100円／時

100kV電子ビーム描画装置
FIB-SEMダブルビーム装置

3,000円／時

5,100円／時

高速マスクレス露光装置
酸化膜ドライエッチング装置

2,000円／時

4,100円／時

上記以外の装置

1,000円／時

3,100円／時※大学・公的研究機関所属の利用者は，「上記単価×0.5」となります。
※上記金額は平成26年度の利用料金単価

従来機よりも繋ぎ・重ね合わせ精度が向上

NIMS微細加工検索

問い合わせ：NIMS微細加工プラットフォーム 事務局
E-mail: nif-office@nims.go.jp，Phone: 029-859-2349
ホームページ http://www.nims.go.jp/nfp/

84

加工 PF-4 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

微細加工プラットフォーム

産業技術総合研究所 ナノプロセシング施設〜ナノプロセシング・パートナリング・プラットフォーム〜
最先端微細加工技術群による多元的な微細加工を中心にした研究支援を通して、ナノテクノロジーを活用した先進的デバイス・材料分野における技
術的・学際的課題を解決し、ナノエレクトロニクス分野等、様々な産業分野のイノベーションに寄与することを目指します。技術立国日本の振興を目指し、産学公連携、異分野融合とナノテク人材の育成を積極的に推進します。

研究設備

利用料
～機器利用の場合～
装置

利用料（円/時間）

2,300
4,200
2,500
2,200
1,300
900

電子ビーム描画
マスクレス露光
真空蒸着
電界放出電子顕微鏡
走査型プローブ顕微鏡
デバイスパラメータ評価～技術代行の場合～
装置

利用料（円/時間）

5,300
4,200
3,200

集積イオンビーム加工観察
ナノプローバ
原子層堆積装置

成果事例
技術代行の支援例

技術代行の支援例

─有機トランジスタにおけるコンタクト電極構造の最適化─

K大学

I 研究所, Y大学

─高移動度チャネル材料の研究─
Lg = 400nm

Al2O3

TaN
NiGeSnGeSn
Si

非晶質GeSnの堆積/ layer-by-layer結晶成長/固相結晶化

Fig. 2.無接合型GeSn-pMOSFETの断面電子顕微鏡像

Fig. 1.非晶質Geからの固相結晶成長の手法

Fig. 1. Schematic drawing of circularand rectangular source-drain electrodepatterns.

本研究では、(1) Si基板上での高品質極薄膜GeSn 結晶の成長技術、(2) 簡便かつ低温プロセスで高性能GeSn無接合型MOSFETの動作実証を目的としている。
TaN/Al2O3 ゲ ー ト ス タ ッ ク と 、 Ni 合 金 に よ り 自 己 整 合
NiGeSn金属ソースドレインが形成されていることがわかる。GeSn/Si界面は極めて平坦で、良好な半導体ヘテロ
界 面 が 形 成 さ れ て い る 。 Fig.3 は ゲ ー ト 長 10mm の
MOSFETのId-Vg特性である。ドレイン電圧が-1Vの時、オン/オフ比にして84まで得られた。

-5

10Drain Current (A/μm)

作製した電極チップ（1.5cm角）には Fig. 1に示す通りの同心円状及び矩形状の金電極パターンが形成されており、電極チップの歩留まりは、ほぼ100%で
あった。

100nm

有機電界効果トランジスタ(OFET)におけるコンタ
クト抵抗低減につながる知見を得ることを目的として、異なる電極ギャップ長を有する同心円状及び矩形状のソース・ドレイン電極パターンを設計し、それを基にしたフォトマスクの作製、及びフォトリソ
グラフィーとリフトオフプロセスによる電極付き基板の作製を実施した。

L = 10μm
Vd = -1V

-6

10

-7

10

Vd = -50mV

-8

10

-2

-1
0
1
Gate Voltage (V)2Fig. 3 無接合型GeSn pMOSFETのトランジスタ特性•問い合わせ：産業技術総合研究所 微細加工プラットフォーム 事務局• E-mail: npf-info-ml@aist.go.jp，Phone: 029-861-3210•ホームページ https://nanoworld.jp/npf/

85

加工 PF-5 概要

筑波大学

文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

微細加工プラットフォーム

University ofTsukuba

筑波大学微細加工プラットフォーム
北関東エリア・つくば地区連携による利便性の向上

筑波大学は，北関東地域の民間中小企業を支援するとともに，つくば地区の他機

プラットフォームを通じ、北関東エリアのクラスターのニーズと大学の有する多様な分野のシーズを統合し、融合・連携研究を展開

関と連携しながら，デバイスの設計，試作から評価まで効率的な研究・開発をサポー
トします．

３機関連携によるマシンシェアリングにより、迅速なサービスを展開

北関東エリア

デバイスシュミレーターはナノデバイスの試作条件の策定に不可欠なツールですが，
群馬

その運用には過去のシミュレーションの結果と試作結果の照合により精度を上げる

栃木
茨城

必要があります．筑波大学にはそのノウハウの蓄積があり，精度の高い支援が行え

つくば市
埼玉

ます．次に，それを具体化する最初の工程はマスク製作です．その製作においても当

東京機関はレーザー描画でこれを支援します．描画されたマスクはプラットフォームの他

千葉

神奈川

機関への供給も可能であり，それはマスク製作のコストを大幅にダウンにつながります．一方，少数のナノ構造体試作支援において，FIB装置はきわめて有効です．本FIB
大学院数理物質科学研究科

装置は電子顕微鏡とのDualビーム装置で，ダメージの少ない電子線で加工すべき領公設試とのネットワークにより、北関東中小企業のナノ加工・評価による支援と技術先端化
ナノ加工テーマのシームレス展開と本学の多様な分野との融合・連携を促進
委託課題の全国プラットフォーム間の相互の支援と連携への貢献

域を特定し，その後に集束イオンビームで切削加工を行うことができます．

研究設備

シミュレーター
電子線蒸着装置

スパッタリング装置

インクジェットパターン
生成装置

装置分野

装置名

シミュレーター

プロセス/デバイスシミュレーター
(SILVACO, ATHENA/ATLAS)
電子線蒸着装置

成膜

スパッタリング装置(芝浦メカトロニクス, CFS-4EP-LL)

パターン形成インクジェットパターン生成装置(SIJテクノロジ,ST050)

露光機

パターン投影
リソグラフィシステム

露光機

パターン投影リソグラフィシステム
(Heidelberg instruments, μPG501)

分析

FIB-SEM(ELIONIX, ELS-7500EX)

露光機

SEM

レーザー描画装置

電子線描画装置
レーザー描画装置(Heidelberg instruments, DWL66)

FIB-SEM

電子線描画装置(エイコー, EB-350T)

成膜

ダイサー

FIB-SEM(FEI, Helios NanoLab™ 600i)

電界放出型走査型電子顕微鏡(日立ハイテク,SU8020)
走査型プローブ顕微鏡(Bruker, Multimode8)(Bruker, Dimension Icon)(DISCO,DAD322)

ウェーハダイシングマシン
ウェッジワイヤーボンダー

パッケージング

電界放出型走査電子顕微鏡(WEST BOND, 7476D)
エポキシダイボンダー(WEST BOND, 7200CR)

走査型プローブ顕微鏡
ウェーハー
ダイシングマシン

利用事例

パッケージング

利用形態と利用料金例
設備利用

支援者が補助，操作方法を指導しながら利用
者が機器を操作する技術支援．

技術代行

支援者が利用者に代行して設備操作する技
術支援．

共同研究

契約に基づき，登録設備を用いて利用者と支援者が共同で実施する成果公開型共同研究．

技術相談

利用者相談に専門家として応える計測技術コンサルタントとしての支援．

約80nmの厚さまで加工したTEM試料

利用料金

Graphene

N-Si/SiO2基板上のグラフェン薄膜に金電極パターンの直接描画

スターチ断面写真

FIB-SEM（FEI, Helios NanoLab 600i）

EDX 2次元マップ分析

SEM観察を行いながらFIB(集束イオンビーム)によるナノ構造の微細加工を行えます。TEM観察サンプル作製、3次元構造解析、元素分
析も行えます。
電子ビーム電圧 50V～kV
イオンビーム電圧 500V～3300kV
電子ビーム解像度 0.8nm / 30kV 1.4nm / 1kV
試料サイズ 最大：150mm

5 μm

パターン投影リソグラフィシステム
（Heidelberg instruments, μPG501）
パターン投影リソグラフィーシステム(デジタルミラー素子(DMD))を用いることで，クロムマスクブランクスやレジスト塗布基板に最小1μmの回路パターンを超高速で作成出来ます。
・最小描画サイズ；1 μm
・光源；LED (波長 紫外光域)
・最大基板サイズ；5 ｲﾝﾁ
・対応フォーマット；DXF, GDSII, Gerber, CIF等

デバイスシミュレーター

660円／時間

電子線蒸着装置

1,000円／時間+材料費

スパッタリング装置

1,000円／時間+材料費

ｲﾝｸｼﾞｪｯﾄﾊﾟﾀｰﾝ生成装置

1,500円／時間+材料費

電子線描画装置

3,000円／時間

レーザー描画装置

1,000円／時間+材料費

ﾊﾟﾀｰﾝ投影ﾘｿｸﾞﾗﾌｨｼｽﾃﾑ

500円／時間+材料費

FIB-SEM

3,000円／時間

SEM

1,500円／時間

走査型プローブ顕微鏡

1,500円／時間+ﾌﾟﾛｰﾌﾞ費

ウェーハダイシングマシン

600円／時間

パッケージング

1,000円／回

利用に関する詳細は，下記連絡先までお問い合わせ下さい

問い合わせ：筑波大学微細加工プラットフォーム事務局
E-mail: staff@u-tsukuba-nanotech.jp，Phone: 029-853-5804
ホームページ http://www.u-tsukuba-nanotech.jp

86

加工 PF-6 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

微細加工プラットフォーム

クラス１スーパークリーンルームと一流の装置群が今スグあなたのものに！
東京大学 超微細リソグラフィー・ナノ計測拠点（大規模集積システム設計教育研究センター）
Nano Lithography and Measurement Plaｔform/VLSI Design and Education Center, the University of Tokyoポイント
ナノテク研究にたちはだかる3つの壁

ナノテクプラットフォームにより①場所と装置の取得（超大型予算）②環境の立ち上げ調整③維持管理（教育・ランニングコスト）①最新の装置を使える場所が公開され②装置は良く維持管理調整され③廉価に利用できる

VDEC

大型予算が付いたとしても、軌道に乗るには軽く4，5年かかる。
維持には毎年億を超える費用が必要。

634名登録・400名利用
毎年300名が新人
10年で2038名が登録の、開かれた環境

学内
別部局

大企業
中小企業
国公立大
高専

私立大
国研等

研究開発の迅速な立ち上げが可能となっています

登録：学内68:学外72=140研究室

利用例１：

利用例２：

利用例３：

高速・大面積描画EB装置F5112+VD01とシリコン深掘りエッチング

丸や三角形をワンショットで描画できる
新型EB装置「F7000S-VD02」

VDEC発!!集積化MEMS相乗り試作による新規素子の開拓
研究例：SOI基板上の能動素子をMEMS加工した
高電圧太陽電池

F5112+VD01
ADVANTEST社製

F7000S-VD02
ADVANTEST社製

MUC-21(Pegasus)
住友精密工業社製

相乗りデザイン

加工デモ：電子線直接描画によりシリコンチップに描画加工した①トレンチ断面②「地球の写真」

1.Gaussian（はやぶさ２相乗り小型ペイロード“DESPATCH”搭載作品）

2.VSB

3.CP

「第三世代」装置（セルプロジェクション）
100µm
100µm

研究例：金属薄膜上に描画したφ230nmのホール（7億個を30分程度で描画）

当日ポスターをご覧ください！

①トレンチ断面400nm角の粗密で8階調を表現②地球の写真●東京大学拠点で描画（欠片～4インチ）●フォトマスクレスで深掘りエッチング（厚膜電子線レジストによる）●企業による安定的利用実績有（機器利用＆共同研究）

F7000S-VD02 (50kV) CP exposure
FEP-171 200nmt, 12µC/cm2●東京大学拠点で描画（6インチ全面）●東京大学でエッチング（Cl2 ICPエッチャー）●企業による安定的利用実績有（機器利用＆共同研究）

Voc=9.47V, Jsc=20nA,
Fill factor: 73.2%：実用に十分足る高性能

GND

Wiring of CMOS-Circuit

Outputnode

現在では60Vを超える
電圧の生成にも成功
Silicon Substrate

Isolation Layer●東京大学拠点で設計（マスク相乗りで廉価に）●協力会社で試作。
※管理された高信頼プロセスを柔軟に利用可。
※基板種類の変更可（SOIやオフセット基板） 。
●プロセス途中での引き抜き提供可能。
●東京大学拠点と、会社を往復してプロセス●企業の安定的利用有（大学との共同研究）

利用の流れ：「船長免許制」コンセプトにより、アテンドがあれば当日から利用も可能①まずはコンタクト②打合せ③支援申し込み※WEB・メールなど※支援形態説明・決心※責任者・請求先の確認④CR利用講習ClassA:○○の装置を使いたいClassB:○○の構造・素子を作りたい
ClassC:○○な実験をしたい
どのような相談にも乗ります※月1回程度開催※全体会：年1回⑤利用開始⑥請求・報告書※技術補助有※定期または随時※年度末報告※薬品利用の場合
専用講習追加

当拠点では、（自らも利用者である）プラットフォームマネージャが親身になって相談に乗り、ベストな利用方法を探します。

ご利用お待ちしてます！！
EB装置によりシリコンチップに描画加工した集合写真

問い合わせ：ナノテクノロジープラットフォーム

東京大学超微細リソグラフィー・ナノ計測拠点支援室
（受付

渡邊かをる

拠点マネージャ：三田吉郎）

E-mail: nanotech@sogo.t.u-tokyo.ac.jp，Phone: 03-5841-1506
ホームページ http://nanotechnet.t.u-tokyo.ac.jp/

87

加工 PF-7 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム

微細加工プラットフォーム

早稲田大学ナノ理工学研究機構 微細加工ナノプラットフォームコンソーシアム---多様な基板素材と基板サイズに対応可能な微細加工拠点--早稲田大学は平成13 年から13 年をかけて各種公的資金等にて微細加工のための施設・設備を整備し、ナノテクノロジー研究・教育の拠点化を進めてきました。また、その運営管理組織として「ナノ理工学研究機構」を設立して、ナノテクノロジー分野における共用研究拠点として学内はもとより外部企業・公的機関等に対して設備を解放し、技術支援を行ってきました。これらの運用実績で培われたノウハウを「微細加工ナノプラットフォームコンソーシアム」でフルに活用し、「多様な素材に対応可能かつ基板サイズを選ばない
ナノマイクロ三次元加工技術」を基軸として「電気化学反応を利用した加工支援」および「グリーンプロセスを利用した加工とそれを応用したデバイス機能計測支援」を行います。
高品質製膜装置
電子顕微鏡
微細パターン
露光描画装置ドライエッチング装置
表面観察・分析装置
真空赤外分光装置
NB5000:FIB-SEM

7700:電子ビーム描画装置

S-4800:FE-SEM

プラズマ 質量分析装置 iCAP Qc
ICP-MS

真空赤外分光光度計FT/IR-6200

表面処理・接合装置
デバイス電気特性測定装置
めっき装置
ダイヤモンド基板専用
特殊成膜装置
各種元素分析装置GDOES:グロー放電分光分析装置

nanofinder 30: 顕微ラマン分光装置 SUNALE R-150:アトミックレイヤ
デポジション（ALD）装置

RIE-400iPB:Deep-RIE装置

BA8Gen3 :アライナ

S-8240:FE-SEM

PL8:プラズマ処理装置

NB5000:FIB-SEM：EDAX

分光エリプソ：UVISEL ER AGMS iHR320

SB6E:ボンダー

高耐圧プローバ＋半導体デバイス・ アナライザ

社会人向け教育活動

問い合わせ：早稲田大学ナノテクノロジープラットフォーム事務局 竹内 輝明
E-mail: inn-npc@list.waseda.jp，Phone: ０３−３２０５−３１８１
ホームページ http://www.all-nano.waseda.ac.jp/platform/index.html

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加工 PF-8 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

微細加工プラットフォーム

微細加工ナノプラットフォーム-電子ビーム露光を中心とした微細構造技術支援-

東京工業大学

東京工業大学において支援する研究領域は、トップダウン式のナノ構造構築の基盤装置である電子ビーム露光を中心とした微細構造構築技術です。
20nmクラスの微細パターン形成技術を基盤として，利用者の必要に応じて半導体/金属/絶縁体などのデバイス構造に重要な薄膜への転写までを含む3次元ナノ構造を構築する総合的な技術を提供します．電子ビーム露光に重ね合わせ露光等を行った場合には、構築可能な構造は非常に幅広くなります。化合物半導体を中心として 光・電子デバイス作製の為の広いノウハウを持ち、デバイス
物理まで踏み込んだアドバイスが可能です。
利用申請者のアイデアに基づいた研究を行う為に、知的財産権が申込者に帰属できる技術代行を主とした利用形態としています。
また，重ね合わせ露光を含む高度な電子ビーム露光技術を中心にして、電子ビーム露光装置を持った主要大学，研究機関等のそれぞれの露光装置を高い活用度にする体制構築を目指した支援として，関東地区での産総研と共同開催でのEBLスクール、および首都圏外での出張技術指導・出張
スクール等も開催します．（2012年度は名大、2013年度は北大で開催し、 2014年度は香川大で開催予定です。）

周期80nmの微細電極例

EBLスクールで実習する
重ね合わせを含んだ
Tゲート用三層レジストパターンの
断面図

利用形態

装置紹介
電子ビーム露光装置 日本電子製 JBX-6300 ナノプラットでの利用料 ￥5,300/1露光
マスクレス露光装置 大日本科研製 MX-1204 ナノプラットでの利用料 ￥100/1露光 （H25年度購入）
コンタクト光学露光装置(Suss MA -8） ナノプラットでの利用料 ￥2,000/1露光
ロードロックチャンバ付き6連子銃蒸着器 エイコーエンジニアリング製 ナノプラットでの利用料 ￥8,300/1蒸着
有機金属気相成長装置 日本酸素製 HR3246 ナノプラットでの利用料 ￥33,600/1成膜
リアクテブイオンエッチング装置 サムコインターナショナルRIE-10NR 3台 ナノプラットでの利用料 ￥7,900/1エッチング
ICR-101RF ナノプラットでの利用料 ￥2,900/1エッチング
走査型電子顕微鏡 日立製作所製 S-5200 ナノプラットでの利用料 ￥1,800/1観察
FIB/SEM デュアルビーム加工装置 日本電子製 JIB-4501 （H25年度購入） ナノプラットでの利用料 ￥3,300/時間
プラズマ原子層堆積装置 Ultratech製 Fiji F200 ナノプラットでの利用料 （H25年度購入）￥7,800/1成膜 等があります。

ナノテクノロジープラットフォームにおける公開の原則による場合
技術代行
装置利用
共同研究
技術相談
などの利用形態があります。
覚書の交換により知財の保護が可能です。
（共同研究は、別の契約書が必要です。）
利用料は「装置紹介」で示した通りです。

自主事業（公開義務なし）
電子ビーム露光を含む一連のプロセスでは
1露光あたり 110,000円
マスクレス露光装置1露光38,000円
等
他詳細はwebページにて公開中です。

支援事例
量子井戸インターミキシングを用いた
III-V CMOSフォトニクス用マルチバンドギャップ貼り合わせ基板開発

グラフェン抵抗変化型メモリの開発
a

慶応大学

内田 建

A

グラフェンを用いた抵抗変化型メモリを作製し，その特性を評価して、メモリの動作原理を探求することを目的として行なった。作成したメモリの基本
動作を評価し、メモリ動作後には，チャネル中に形成された陥没部分内で炭素の結合状態が変化していたことから，動作原理は炭素の結合状態変化であると推測した

ホームページ東京大学

竹中 充

シリコンフォトニクスに勝る光電子集積回路(EPIC)用プラットフォームとして、提案しているIII-V CMOS
フォトニクス・プラットフォーム上に半導体レーザー、光変調器、受光器、パッシブ導波路などの様々な光素子を集積するため、量子井戸インターミキシング（QWI）技術を用いて同一ウェハ上に複数バンド
ギャップを持つIII-V-OI基板を作製を目指した。 支援を受けた多重量子井戸（MQW）成長ウェハにPイオンを注入し、650度でアニールすることで波長シフト50nm程度のQWIを生じさせた。さらに欠陥量とPL波長シフト量はほぼ線形の関係になることを見出し、100nm以上に波長シフトを得る条件を明らかにした。

問い合わせ：事業責任者 宮本恭幸
E-mail: miya@pe.titech.ac.jp，Phone: 03-5734-2572
http://www.pe.titech.ac.jp/qnerc/nano̲support/index-j.html

89

加工 PF-9 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

微細加工ナノプラットフォームコンソーシアム

微細加工プラットフォーム 名古屋大学
薄膜形成からMEMSデバイスまで幅広い支援名古屋大学 設備・機器共用推進室

名古屋大学は，ナノテクノロジーに関連する広範な技術領域

およびそれらに必要となる各種材料群に対して，最先端の薄膜

ナノテクノロジープラットフォーム形成技術，リソグラフィー技術，プラズマエッチング技術を保有しており，ナノ材料形成，ナノデバイス形成などさまざまな支援を行うことができます．

バイオ・医療

材料・化学

微細加工

分子・物質合成

微細構造解析

先端技術共同研究施設

ベンチャービジネス
ラボラトリー

プラズマナノ工学
研究センター

本事業では，下記の技術および支援を行います．

○ナノスケール／マイクロスケール微細パターン形成技術○ナノ配線・ナノ電極形成技術○ナノドット・ナノ構造等の配列技術○プラズマを用いた各種材料のエッチングおよび表面処理技術○各種電子・光デバイス構造作成技術

施設内には，3つに区切られたクリーン
ルームがある．デバイスプロセス室には各種の成膜装置，イオン注入装置，電気炉，RI E装置，ボンダーなど，薄膜プロセスやデバイス作製プロセスに必要な機器が備えられている．微細加工室には，レジスト塗
布用スピナー，ベーク炉，ドラフト，マス
クアライナなど，フォトリソグラフィに必要な機器が，マスク室には電子ビーム描画装置が設置されている．

○MEM
S・NEMS
構造作成技術○各種材料（半導体材料，磁性体材料，金属材料，有機材料，
無機材料など）の薄膜形成技術

フロンティアデバイス室（クラス10, 000）とナノプロセス室（クラス1, 000）の２つに区切られたクリーンルームに，MBE装置，
真空蒸着装置，I CPエッチング装置，酸用と有機用のクリーンドラフト，光学顕微鏡，
実体顕微鏡，ベーク炉，ホットプレート，
UVドライクリーナー，プラズマアッシャーなどの設備が備えられおり，ナノ材料，ナノデバイスの開発環境が整えられている．

研究設備

装置分野

装 置 名

成膜装置

8元マグネトロンスパッタ装置
3元マグネトロンスパッタ装置
8元MBE装置
分子線エピタキシー装置
電子ビーム蒸着装置
スパッタ絶縁膜作製装置

露光・描画装置

8元スパッタ

8元MBE

MBE

マスクアライナ

フェムト秒レーザ
加工分析

電子線描画

レーザー描画

AFM

SEM

イオン注入

60MHz励起プラズマCVD

ECR-SIMS

ESCA

薄膜XRD

利用事例

X線光電子分光装置
走査型電子顕微鏡
走査型電子顕微鏡
薄膜X線回折装置
原子間力顕微鏡
段差計
透過型電子顕微鏡
電子スピン共鳴装置

利用形態と利用料金例

平面基板タイプの超小型MIセン
サ素子開発支援
支援先：マグネデザイン（株）
MIセンサ用ワイヤ整列・コイル形成支援
V溝基板上にメタル配線を断線なく形成
V溝を越えた微細配線
パターン形成を実現

電子線描画装置
マスクアライナ
レーザー描画装置

プラズマプロセス・ 反応性イオンエッチング装置
エッチング装置 ECR-SIMSエッチング装置など
ICPエッチング装置
超高密度大気圧プラズマ装置
大気圧IAMS (イオン付着質量分析器)
真空紫外吸収分光計(原子状ラジカルモニター）
二周波励起プラズマエッチング装置
60 MHz 励起プラズマCVD装置
ラジカル計測付多目的プラズマプロセス装置
イオン注入装置
急速加熱処理装置
フェムト秒レーザ加工分析システム
計測・分析装置

二周波励起
プラズマエッチング

8インチウェハに対応したULSI 製造プロセ
スレベルのサブ100nm幅・高アスペクトト
レンチ加工が可能なプラズマエッチング装置をはじめ，ラジカル注入型プラズマ支援
化学積装置，超高密度大気圧・液中プラズ
マ装置など多様なプラズマ装置と共に，レーザー描画装置など，デバイス作製に必要な設備を揃えており，世界最高峰の最先端プラズマプロセスに関する研究・開発が可能である．

量子ナノ構造デバイス作成支援
支援先：名古屋大学工学研究科

液中プラズマを用いたナノカーボ
ン合成支援

機器利用

利用者自らが機器を操作する技術支援

技術代行

支援者が機器の操作を代行する技術支援

共同研究名古屋大学との契約に基づき登録機器を利用して利用者と支援者が共同で実施する成果公開型研究（民間企業等との成果非公開
型共同研究に移行した場合は，自主事業）

技術相談

利用者の相談に専門家として応える計測技
術コンサルタントとしての支援

支援先：NUエコエンジニアリング（株）

透明なプラスチック基板上に室温・大気圧にてカーボンナ
ノチューブ薄膜を転写し，半導体層，電極・配線層をそれぞれ形成

レーザー描画

エタノールと1-ブタノールを合成原料とし，液中プラズ
マ法を用いてナノグラフェンを合成
1-ブタノールに比べてエタノールから合成したナノグラ
フェンは，Gバンドに対するD，D’バンドのピーク強度が低く結晶性が高い

5.5 µmピッチメタル配線

利用料金についてマスクアライナ

RIE

全カーボン集積回路．(a) 写真．(b) リング発振器の写真，回路図，出力波形．

液中プラズマ装置

大学などの公的機関と民間企業で利用料金は異なります．
各装置の料金については，下記のURLをご覧下さい．
http://nanofab.engg.nagoya-u.ac.jp/equipment.html＊まずは電話，メールにてご相談下さい．利用相談は無料です．

問い合わせ：ナノテクノロジープラットフォーム 名古屋大学 微細加工プラットフォーム事務局（岩田 聡）
E-mail: info@nanofab.engg.nagoya-u.ac.jp，Phone: 052-789-3639
ホームページ http://nanofab.engg.nagoya-u.ac.jp/

90

加工 PF-10 概要

T T I

文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

微細加工ナノプラットフォームコンソーシアム

NANO

platform

豊田工大

シリコンと各種物質のナノ微細加工によるハイブリッド化ものづくり

豊田工業大学
クリーンルームを備え、電子線描画や酸化・拡散炉など、微細加工に必要な標準設備とシリコン系（3～4インチ対応）素子の半導体プロセス設備を備えており、企業で実務経験のある技術職員が技術指導・委託加工に対応する。また、マスクレス
露光装置を導入予定で、最新設備等の充実も図りつつある。
一方、多種多様なナノテクノロジーを持つ研究室群も連携して支援活動を実施する。研究室群では、Ⅲ-Ⅴ族、カーボン、磁気材料等を用いたナノ構造の加工・形成・評価用の特異的な設備・装置群を有しており、先端研究を推進する研究者が支援協力する。プローブ顕微鏡やX線計測等による構造評価も迅速に行える。
シリコン微細加工技術と様々な材料のナノ構造体とのハイブリッド化が可能で、加工・形成・評価等の一連の支援活動が一か所で行えることを特徴とする。

【成膜】
・スパッタ（金属，絶縁体）蒸着装置
・電子ビーム（金属）蒸着装置
・分子線エピタキシー装置
・カーボン用プラズマ成膜装置【リソグラフィ】
・電子ビーム描画装置
・マスクアライナ装置
・レジスト処理装置（UVキュア，アッシング）
・マスクレス露光装置（2014.2導入）【洗浄】・洗浄ドラフト一式
・オゾンクリーナ【熱処理・不純物処理】
・シリコン専用の各種熱処理（酸化，拡散）装置一式
・イオン打ち込み装置【エッチング】
・Reactive Ion Etching 装置（非Boschプロセス）・Deep Reactive Ion Etching装置（Boschプロセス）・気相フッ酸エッチング装置【その他、後工程】
・ダイシング装置【計測・分析】
・電界放出形走査電子顕微鏡（FE- SEM）
（電子線後方散乱回折(EBSD)付属）
・デジタルマイクロスコープ・エリプソメーター・表面形状測定器（段差計）・非接触３次元表面形状・粗さ測定機
・シート抵抗測定器
・ライフタイム測定装置
・走査型プローブ顕微鏡
・多目的X線回折装置
・フーリエ変換型赤外分光光度計
・ラマン分光装置

スパッタ（金属、絶縁体）蒸着装置

マスクレス露光装置（H26.2設置）

芝浦エレテックCFS-4ES
・平行平板型、ターゲット現有（Ti,Al,Ag,Pd,SiO2,Al2O3、SiN、Ａｕ）

大日本科研MX-1204
・5ｍｍ角～150ｍｍ角基板対応
・φ4インチ内の2μｍ L&S 全面描画時間30分程度

スピントルク応用磁性ナノワイヤ

探針

Intencity [a.u.]

1500(b) Tip-in状態

1000

Ag微粒子
増強電場

レーザ

非接触３次元表面形状・粗さ測定機
Zygo社 NewView 7300 システム（含：フィルム、動的オプション） 白色干渉計、・材料は不問・サイズはステージに載れば可能

利用事例
ラマン
散乱光

500
0

試料

(a) Tip-out
300

I

10 µm

・技術相談
・技術代行
・装置利用
・協力研究

利用形態と利用料金例
料金改定を行うことがあるため、最新情報はまずホームページで確認下さい。

1300

Raman shift [cm-1]

高分解能ラマン測定のために、原子間力顕微鏡をベースとしたチップ
増強ラマン分光法用カンチレバーを、Ag（微粒子形成）とAl（表面酸化抑制と反射率を高めるため）蒸着により製作し、スペクトル観察した。

費目

アモルファス磁性合金を超高真空マグネトロン
スパッタ成膜し、電子線描画装置によるパターン
形成とリフトオフにより、磁性細線を形成した。

①設備利用費②技術代行費Patterned Ni NPs To be resonator

金属

住友精密工業Multiplex-ASE-SRE-SE・φ3インチ シリコン用（金属剥き出しサンプルは禁止）

CABL-2000

リガク RINT TTR-3、R-AXIS、Nanoviewer、R-AXIS VII、
マックサイエンス DIP1000
・材料制限は少ない（要相談）、・mmサイズから計測可能

シリカ系

登録装置

Deep Reactive Ion Etching装置

多目的X線回折装置 一式

磁性材料（支援登録装置３０台。その他の大学保有装置も利用可能。）

クレステックCABL-8200TFE
・Ｓｉ、ガラス等各種基板

化合物半導体高分子【基盤技術】

シリコン系プロセス（クリーンルーム：実務経験 技術支援員）

研究設備

電子ビーム描画装置

カーボン系（研究室群：先端研究者）

Cantilever
平成24年度『秀いでた利用６大成果』受賞

Gaussian03
B3LYP/6-31 G +(d)

a-Si
SiO2
Si

費用

利用者による本学が有するクリーンルーム
共通設備や分析装置等の使用料
本学支援員による作業請負料

実費
大学
公的機関

500～1,500円/時間

企業

1,000～3,000円/時間③装置利用による消耗品費

本学クリーンルーム課金システムによって定める薬品代、ガス代、フィラメント代等

実費④その他必要な消耗品費

利用者が目的を達成するために必要な消耗品（シリコン基板、蒸着材料等）

実費

出張費は利用者がご負担下さい。過失により設備を故障・破損させた場合は別途修理費をご負担頂くことがあります。

EBSD像

発展研究が
『2013年応用物理学会
秋季学術講演会』
Poster Award受賞

60

100

50

1.5

2.0

2.5

3.0

1000/T [K-1]3.5

基板温度によりエッチレート、形状、表面化学
組成が大幅に変化する性質があ
る。

Pドープ
Si 薄膜
111

MEMS振動子の結晶化状態
001 101
振動子の共振特性
アモルファスＳｉ薄膜堆積後、結晶化促進処理を行い、カンチレバー型MEMS振動子を試作した。その結晶化
構造と振動子の共振特性との相関を評価した。

MEMSのSi犠牲層エッチング用に従来は、輸入に頼り高価なXeF2を使っている。国内生産可能なNOとF2を用い、F2 + NO
→ F + FNOのプラズマを使用しない発熱反応により、省エ
ネ・低コストのエッチングを実現する。現在、大面積ウェハ加工の実用化に向け、企業と共同で装置開発を行っている。

ホームページ

4.0

40
30
20

利用者負担額 （
万円）

10-1
0

103.9kHz110 80 60 40 27

Vertical etch rate, Ev
Lateral etch rate, EL

利用者負担額 （
万円）

Bドープ
Si 薄膜

300 230 180

101

Etch rate [μm/min]

SEM像

70

Temperature, T [°C]

カンチレバー型振動子作製プロセス

5
定額支払い
方式（2万円）

43

定額支払い方式（10万円）

2

1

10

0

0
0
10
20
試行的利用 0円
(総費用最大2万円まで)

30

40

50

総費用額（万円）

60

70

0

1

2

3 4 5 6
総費用額（万円）

試行的利用 0円
(総費用最大2万円まで)問い合わせ：ナノテクノロジープラットフォーム 研究支援部（山下勝次）
E-mail: nanoplatform̲office@toyota-ti.ac.jp，Phone: 052-809-1725
http://www.toyota-ti.ac.jp/kenkyu/nanoplatform/nanoplatform̲front̲page.html
2014.291

加工 PF-11 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

微細加工プラットフォーム

京都大学 ナノテクノロジーハブ拠点
多種、多様な加⼯装置、評価装置からご希望の加⼯に合う装置を選択できます
京都大学ナノテクノロジーハブ拠点は、80台以上の最新鋭微細加⼯装置群と8名の専門技術職員を擁し、研究開発環境と⼈的交流環境を提供します．

共⽤する装置群
ナノリソグラフィー

多種多様な基板・薄膜材料を４、６インチのウエハレベルで加⼯・評価することができるナノマイクロ試作
ラインを提供する、開かれた施設として運⽤します．

高速マスクレス露光装置
両面マスクアライナー
厚膜レジストコータ
等 計19装置
大面積超高速電子線
描画装置

ナノ材料加⼯・創製

ステッパー

レーザー直接描画装置

ナノ材料分析・評価

磁気中性線放電ドライ
エッチング装置

全反射励起蛍光イメー
ジングシステム

犠牲層ドライエッチング装置

分光エリプソメータ―
X線回折装置プラズマCVD装置
深堀りドライエッチ ECRイオンビーム
ング装置
加⼯装置

多元スパッタ装置

収束イオンビーム/走査電子顕微鏡

電子線蒸着装置
レーザーダイシング装置

分析走査
電子顕微鏡

高速液中原子間⼒顕微鏡

真空プローバ―等 計29装置

等 計33装置

成果公開、非公開の2種の利⽤コースを⽤意しています

ビギナーから専門家まで、中小企業から大学まで支援します

成果公開・・・・・簡単な利⽤報告書を提出いただきます。
利⽤報告書は公開されますが、利⽤料⾦が優遇されます
成果非公開・・・利⽤目的、内容を含め⼀切公開する必要はありません

３つの利⽤形態があります
技術相談：専任の技術職員が、利⽤者の希望する微細加⼯、評価について相談を承り、その実現方法をご⼀緒に考えます．
機器利⽤/技術補助：専任の技術職員が、装置の操作トレーニングを⾏います。トレーニング後は利⽤者自らが装置を操作いただき、技術職員が適宜
技術支援を⾏います．

利⽤者所属別利⽤件数(H25年度）
中小企業
14
大企業

58

京都大学
66

計178件

公的機関
8

他大学

成果公開型利⽤（ﾅﾉﾃｸﾉﾛｼﾞｰﾌﾟﾗｯﾄﾌｫｰﾑ事業）150件
成果非公開型利⽤（自主事業）
28件

32

代表例（詳しくはホームページをご覧ください）

メーカー

１時間料⾦

支援例
PDＭSマイクロチャネル
レーザー直接描画装置、両面マスク
アライナーを使って加⼯（国内大学）

利⽤料⾦は1日あたり、1時間あたりで決まっています
機器名

技術代⾏：装置の使⽤経験が乏しくご自身での加⼯や評価に自信のない
ご利⽤者、遠方のご利⽤者のために、技術職員が加⼯や評価の代⾏をいたします．（技術代⾏は成果公開型利⽤に限ります）

１日料⾦

レーザー直接描画装置

Heiderberg
Instruments

5,562円

44,172円

深堀りドライエッチング装置

サムコ(株)

4,104円

32,454円

ダイシングソー(株)ディスコ

486円

3,780円触針式段差計(株)アルバック378円

2,862円

GaNの結晶成⻑
レーザー直接描画装置等を使って加⼯サファイヤ基板上にSiO2テンプレートを使ってGaNを成⻑
（国内企業）
MEMS型熱センサー
基板接合装置等を使って加⼯した
アレイセンサー（国内企業）•問い合わせ：京都大学 ナノテクノロジーハブ拠点• E-mail: kyodai-hub@saci.kyoto-u.ac.jp，Phone: 075-753-5231•ホームページ http://www.nanoplat.cpier.kyoto-u.ac.jp/

92

加工 PF-12 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム
微細加工プラットフォーム

大阪大学ナノテクノロジー設備供用拠点-微細加工プラットフォーム大阪大学ナノテクノロジー設備供用拠点では、産業／研究
イノベーションの基盤技術となる各種量⼦ビームを用いたナノファブリケーション技術の開発や次世代の露光技術であるEUVリソグラフィー実現の鍵となるレジスト開発と評
価、有機／無機／酸化物等の各種素材から成る極微デバイ
ス作成・評価や特異的なナノ構造体の作成等に貢献します。
さらに、当拠点内設置する微細構造解析／分⼦・物質合成
プラットフォームや学内の産学連携本部と連携・協⼒することで企業や研究機関との有機的な連携等を深めつつ、基礎基盤技術を確⽴し、新産業創出の礎を築きます。本学がもつ”智”と当拠点利用者の融合をはかるだけでなく、3つのプラットフォームを通して外に開かれたオールジャパン
体制のゲートウェイとなることで、人材育成やイノベー
ションの核となる知⾒・技術を創出する併用拠点として総合的な研究⽀援を⾏います。

研究設備
EBリソグラフィー、FIBリソグラフィー、
ドライエッチングなどを駆使した微細加工■加速電圧の異なる3台のEBリソグラフィー装置■３台のFIB装置■各種ドライエッチング装置■各種成膜装置
EB
描画

FIB

透過型電子顕微鏡(H-800)30kV電子線リソグラフィー装置

深掘りエッチング装置

光
描画

エッチング

設備（設備群）名メーカー・型番

超高精細電子ビームリソグラフィー装置

エリオニクス ELS-100T

高精細電子線リソグラフィー装置

エリオニクス ELS-7700T

電子ビームリソグラフィー装置

日本電子 JSM6500F with Beam Draw

集束イオンビーム装置

日⽴ハイテクサイエンス SMI2050

集束イオンビーム誘起化学蒸着装置

Zeiss Nvision 40D with NPVE

高精細集束イオンビーム装置

Zeiss ORION NanoFab

LED描画システム

ピーエムティー PLS-1010

マスクアライナー

ミカサ MA-10

深掘りエッチング装置

サムコ RIE-400iPB

リアクティブイオンエッチング装置

サムコ RIE-10NR

リアクティブイオンエッチング装置

サムコ RIE-10NOU

イオンシャワーエッチング装置
RFスパッタ成膜装置（⾦属成膜用）
成膜

LEDマスクレス描画装置

He/Ne FIB装置

インプリント

利用事例
天然高分子材料の微細加工体の創製（日本原子⼒研究開発機構・大⼭様）エリオニクス

EIS-200ER

サンユー電子 SVC-700LRF

RFスパッタ成膜装置（絶縁体成膜用）

サンユー電子 SVC-700LRF

ナノ薄膜形成システム

アルバック UEP-2000 OT-H/C

多元DC/RFスパッタ装置

キャノンアネルバ EB1100

ナノインプリント装置

Obducat Eitre 3

利用形態と利用料⾦例

一分子解析技術を用いた
革新的ナノバイオデバイスの開発（大阪大学最先端プロジェクト・川合先⽣）
一分子検出を⾏うナノ
ギャップ―ナノポア構造(面内型ナノポア)をオンチップ集積化したデバイス

PLLA上に作製されたマイクロ／ナノ構造

MEMS技術を用いた高機能マイクロハンドエンドエフェクタの開発（大阪大学大学院基礎工学研究科・洞出先⽣）
Siエンドエフェクタの作製

機器利用

利用者⾃らが機器を操作する技術⽀援（初心者への機器操作指導を含む）

技術補助

拠点スタッフが補助、操作⽅法を指導しながら利用者が機器を操作する技術⽀援

技術代⾏

拠点スタッフが利用者に代わって機器を操作する技術⽀援

共同研究

拠点スタッフと利用者が研究を共同で実施

技術相談

拠点スタッフと技術的内容について相談

利用料金の例※4時間当たり
大学・公的研究機関の場合、5,000円
⺠間企業等の場合、6,500円※⽉極・年極の利用契約もあります

誘電泳動による細胞の操作制御
Ni製のマイクロヒータ／温度センサ

まずは下記の事務局へ連絡し、利用相談(無料)からスタートして下さい。

問い合わせ：大阪大学ナノテクノロジー設備供用拠点 微細加工プラットフォーム
E-mail: info-nanoplat@sanken.osaka-u.ac.jp，Phone: 06-6879-4654
ホームページ http://nanoplatform.osaka-u.ac.jp/

93

加工 PF-13 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

微細加工プラットフォーム

香川大学 社会連携・知的財産センター ナノテクノロジー支援室
シリコン・樹脂などの様々な材料を用いた任意の不定形から４インチ基板までの微細加工を行う前・後工程の一連の製造装置群を揃えています。四国地方では唯一の装置群は、その使いやすさから四国地方を中心とした多数機関の利用実績があります。

四国で唯一のナノテク研究支援機関
研究設備
装置名（型式）
電子線描画装置(エリオニクス社製 ELS-7500EX)
描画装置

マスク描画装置(ハイデルベルグ社製 DWL-66-K1)
マスクレス露光装置 (大日本科研社製 MX-1204)

電子線描画装置

マスクレス露光装置

マスク描画装置

マスクアライナ(ミカサ社製 MA-10型)
スピンコータ(ミカサ社製 1H-DX2)
スプレーコータ(ナノッテク社製 DC110-EX)
加工装置

ダイシングマシン

真空蒸着装置(ＵＬＶＡＣ社製 VPC-1100)

真空蒸着装置マスクアライナ

デュアルイオンビームスパッタ装置(ハシノテック社製 VPC-1100)
ＬＰ-ＣＶＤ(サムコ社製 LPD-1200)
イオンシャワー(エリオニクス社製 EIS-200ER)

ＬＰ－ＣＶＤ

ダイシングマシン(ＤＩＳＣＯ社製 DAD3220)
触針式表面形状測定器(アルバック社製 DekTak8)

イオンシャワー

スピンコータスプレーコータ

表面粗さ計 (ミツトヨ社製 サーフテストSV-600)
走査電子顕微鏡（ＬＶ付き）(ＪＥＯＬ社製 JCM-5700LV)
走査電子顕微鏡（ＥＤＳ付き）(ＪＥＯＬ社製 JSM-6060-EDS)

走査電子顕微鏡（ＥＤＳ付き）

イオンコータ(ＪＥＯＬ社製 JFC-1600)
評価装置

走査電子顕微鏡（ＬＶ付き）

エリプソメータ(溝尻光学社製 DHA-XA/M8)
白色干渉式三次元形状測定器(ブルカー・エイエックスエス社製 NT91001A-in mothion)

エリプソメータ
レーザー式
三次元形状計測器

ウエハプローバ

イオンコータ

触針式表面形状測定器DekTak8

レーザー式三次元形状測定器(三鷹光器社製 NH-3N)
３Ｄデジタルマイクロスコープ(キーエンス社製 VHX-1000)
ウエハプローバ(カール・ズース社製 PM5)４深針型薄膜抵抗率計

利用事例

白色干渉式
三次元形状測定器

表面粗さ計

高倍率デジタル
マイクロスコープ

３Ｄデジタルマイクロスコープ

利用形態

マスク描画装置(ハイデルベルグ社製 DWL-66-K1)

電子線描画装置(エリオニクス社製 ELS-7500EX)

シリコンナノパターン

まず始めに利用相談を実施し、必要に応じて秘密保持契約を締結、技術支援を開始します。場合によっては、利用者への技術指導などのプログラムを実施し、あらかじめ操作技術を習得する方法も検討します。

初めての描画ファイルを一緒に作ります（初回無料）
ナノピンセット

He-Cdレーザーを光源とする直接描画装置です。
通常は、2.5～5inch角のクロムマスクを作製しています。
描画精度は1um程度です。

スポットビームφ2nmにより10nmラインパターンを超微細描画できます。 レーザー干渉計搭載ステージによる、最小0.31nmのフィールド内ビーム位置決め機能により、継ぎ精度40nmの高精度つなぎが可能です。同様の重ね合わせ精度を有するため、フォトリソ基板上への高精度描画も可能です。 試料サイズは、6inchまで対応可能です。

描画用ファイルの作成・最終調整補助（GDSⅡなど）

デバイスイメージの相談

問い合わせ：国立大学法人 香川大学 社会連携・知的財産センター ナノテクノロジー支援室
E-mail: nanoplatform@ao.kagawa-u.ac.jp，Phone: 087-887-1873
ホームページ: http://www.kagawa-u.ac.jp/nanoplatform/

94

加工 PF-14 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業
微細加工プラットフォーム
広島大学 ナノデバイス・バイオ融合科学研究所

シリコンナノ加工・ＭＥＭS及びデバイス技術に関する支援
広島大学は、微細加プラットフォームコンソーシアムにおいて中・四国地域の中核機関として、山口大学、香川大学と連携して広範囲な加工対象物の微細加工支援を行うことにより、日本のナノテクノロジー技術の発展に資することを目的とします。具体的には、広島大学の保有する30nm以下のシリコンベース微細加工技術、超微細デバイス技
術と山口大学の超高真空技術、薄膜作製技術を活用したナノエレクトロニクス（非シリコン系）および香川大学のN&MEMSの新規加工技術と先端デバイス技術を活用します。

組織紹介

2. 室温動作単一電子回路
電子線リソグラフィ技術により、マルチゲート電極構造を有する高濃度ドープした多重量子ドットSi-単一電子トランジスタ（SET）を作製し、exclusive-OR(XOR)回路
動作を室 温で実現。「ナノフォトニクス＆ＥＢ実践セミナー」では「SOIウェハを用いて10nmの微細レジストラインパターンを描いた後、Ｓｉをエッチングして、微細Siアイラ
ンドの直列接続構造を形成し、室温クーロ ン振動を観測する」内容で実習し好評であった。

中四国地区中核機関
広島大学
ナノエレクトロニクス（シリコン系）
連携・相互補完
連携・相互補完連携機関
山口大学
ナノエレクトロニクス（非シリコン系）
超高真空技術T. Kitade. et al., JJAP 43,L418(2004).

連携機関
香川大学
N&MEMS
連携・相互補完

作製したSi単電子トランジスタの概略

連携・相互補完研究設備
シリコンを中心とする半導体超微細加工技術に対する支援
シリコンナノ加工を主な支援対象とし、クラス10のスーパークリーンルームと、その中に設置された30nm以下の超微細トランジスタが製作できる装置一式を支援事業に利用。さらには、
Micro Electro Mechanical Systems(MEMS)およびバイオテクノロジー関連の支援も実施。

室温クーロン振動の観察例
超高精度電子描画装置(エリオニクスELS-G100）の実習風景 （横軸：ゲート電圧、縦軸ドレイン電流）

利用事例
3. 表面プラズモン共鳴を用いたノロウィルスセンサの開発（北海道大学との共同研究支援）
1. ノロウイルスを高感度で検出する表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）バイオセンサを開発した。
2. 高屈折率ガラスにマスクレス露光と厚膜レジストSUー８を鋳型にしてシリコンラバーＰＤ
ＭＳにプリントする技術により抗体を固定したマイクロ流路を形成し、試料を流してスペクトルを計測した。
3. 従来法と比べて４倍に増幅でき、実用化に向けた展開が期待できる。
ケミカルフィルター設置のスーパーク
リーンルーム 0.1μmクラス10

RBS 測 定 装 置 （ 加 速 電 圧
2.5MV H+，He+，N+，e-等）

電子線描画装置加速電圧
100,50,25kV最小線幅6nm

図2. 流露を付加した表面プラ
ズモン共鳴を用いたノロウイル
ス用センサ

図1. ノロウイルス用表面プラズモンセ
ンサの出射光スペクトルの最大共鳴波長
シフト量の変化坂槙 有紀恵ら

第49回環境工学研究フォーラム

4. DNAをチャネルとするSi半導体MOSFET-DNAのメモリ機能を発見電子線描画装置
可変成形型
加速電圧50kV
最小線幅50nm

マスクレス露光装置
最小画素1μm
厚膜レジストの露光可能

深掘エッチング装置
アスペクト比30
側面粗さ20nm、625μmのシリコンウエハ貫通孔形成可能1 μm（兵庫県立大学との共同研究支援）特徴：・ゲート、ソース・ドレイン all Si (他機関はS/DにAu)・DNA自体のメモリ機能を初めて発見基盤となる技術
1. 超微細トランジスタ
30 nmゲート長MOSFET

100 µm×120nmのSi細線溝の作製

世界最小膜厚1.2 nmのゲート酸化膜トランジスタ（MOSFET）

SiO2 Mask
poly-Si

AGE： Allyl glycidyl ether
DNAをSi基板に接着させる役割

DNAの作製と基板への固定

DNAメモリFETの概略構造

Si sub30nm

反応性イオンエッチングによる高異方性ゲート加工
M. Koh et al., IEEE Trans. Electron
Devices, 48(2001) p. 259.

日本科学未来館に展示
H. Murakami et al.,SSDM, (2000) p. 194.

ID-VD特性とヒステリシス

DNAにおけるキャリア伝導とメモリ機能のモデル

申し込み方法:URL:http://www.nanofab.hiroshima-u.ac.jp/から申込書をダウンロードして,電子メール添付、ファックス、郵送等で、下記の広島大学へ送付してください。

問い合わせ：〒739-8527 東広島市鏡山一丁目4番２号 国立大学法人広島大学ナノデバイス・バイオ融合科学研究所
ナノテクノロジープラットフォーム支援室 （責任者）横山新、(主任）福山正隆
E-mail: nanotech@hiroshima-u.ac.jp Phone: 082-424-6265
ホームページ http://www.nanofab.hiroshima-u.ac.jp

95

加工 PF-15 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

微細加工プラットフォーム

山口大学 微細加工プラットフォーム
ー 微細加工支援室 ー■ 組織紹介山口大学の支援の特徴

大学研究推進機構
先端研究棟

 10元超高真空スパッタ装置、電子線描画装置など、高品質薄膜製造や微細加工用

クリーンルーム 1F（class1000）
微細加工支援室 2Fの特徴ある装置群を保有
 薄膜形成や微細加工の基盤として極高真空環境での極微量ガス分析装置群を保有
 誘電体・磁性体・超伝導体など、半導体以外の材料を対象とした支援の実施

微細加工支援室

室⻑（実施責任者）
支援研究者
：4名
技術支援員
：2名
産学コーディネーター ：1名

 産業人の人材育成 （山口大学公開講座 「真空技術の基礎と応用」） と連携
 日本真空工業会など、産業団体との協⼒

山口大学では、先進的な超／極高真空技術に支えられた薄膜形成、微細加工技術を活用し、デバイス開発、プロセス開発の技術的課題の解決を支援します。シリコン系以外にも、超伝導材料、誘電体材料、磁性体材料を対象として微細加工技術、性能評価技術支援を⾏っており、真空材
料分野、ナノテクノロジー分野のイノベーションの加速に寄与します。

■ 設備紹介微細加工装置超高･極高真空ガス分析装置

電子線描画装置（加速電圧50kV)

ガス放出速度測定装置

電子線描画装置（加速電圧30kV)

昇温脱離ガス分析装置（高感度型）

マスクアライナー

昇温脱離ガス分析装置（ダイナミック型）

新規導入装置

電子部品・電子デバイス・
封止部品などからの発生ガスを、通電・駆動状態で測定が可能。

深堀エッチング装置（ボッシュプロセス） 超高真空分圧測定装置
ECRエッチング装置

薄膜形成装置

微小観察測定装置

UHV10元スパッタ装置

触針式表面形状測定装置

3元マグネトロンRFスパッタ装置

走査型電子顕微鏡（SEM)
エリプソメータ（分光型）
試料振動型磁⼒計（VSM)非接触での測定
1nmまで精度よく測定可195nm（紫外線）〜
1685nm（赤外線）の波⻑範囲で測定可■ 利⽤事例
真空装置材料のガス脱離特性評価
昇温脱離ガス分析装置を用いて極高真空中での発生ガスの少ないチタン系材料、及び表面処理法等を開発することができた。
これにより、次世代光源であるエネルギー回収型放射元光源に用いる高輝度電子銃(500keV)の開発に成功し、大強度加速器の実現可能性が高まった。

微細構造による濡れ性評価
MEMS技術の発展に伴って、熱工学の分野においてもマイクロ・ナノスケールの伝熱促進技術が求められている。
シリコンウエハ表面に微細加工を施すことにより疎水面を実現し、相変化伝熱の促進効果について検討を進めている。

利用ガイド【利⽤形態】 詳しくは下記までお問合せください。
(a) 共同研究
ユーザーと山口大学とが共同で研究を⾏うことができます。
(b) 機器利⽤
ユーザー自ら機器を操作することができます。
(c) 技術補助支援員が補助を⾏いながら、ユーザーが機器を利用することができます。
(d) 技術代⾏
ユーザーのご依頼により、技術代⾏いたします。

電子銃（左）と前段超伝導加速空洞（右）20 μm(e) 技術相談
微細加工技術・真空技術の相談に専門家としてお応えいたします。
(f) 人材育成
社会人向けの公開講座や出前講座を毎年開講し
ています。

電子銃

チタン製真空容器

シリコンウエハ上の微細構造（断面SEM）：写真上
ウエハ中央に滴下された蒸留水：写真下

お問い合わせ先： 山口大学 大学研究推進機構 微細加工支援室 (窓口担当：木村 隆幸）
E-mail： nanotech@yamaguchi-u.ac.jp Phone： 0836-85-9993
URL： http://www.nanotech.sangaku.yamaguchi-u.ac.jp/

96

加工 PF-16 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業㻌 㻌

微細加工プラットフォーム㻌
公益財団法人北九州産業学術推進機構 【)$,6】共同研究開発センター九州地区微細加工プラットフォーム拠点

北九州学術研究都市

（北九州市若松区ひびきの）

拠点紹介【)$,6】共同研究開発センター

【)$,6】共同研究開発センター

【)$,6】共同研究開発センターには
階に,&・0(06関連デバイス研究開発向けのクリーンルームを設置しており，専任の技術スタッフが日々装
置メンテナンスや消耗品管理等を実施しています。
階には貸研究室が部屋あり，クリーンルームを利用する研究者の居室として活用すること
貸研究室
（面積：42.21m2）
が可能です。

 北九州学術研究都市内の共同研究
開発センターは，,&・0(06関連デバイス研究開発向けの各種微細加工設備を有し，広く企業・大学研究機関等に開放しています。
 これら設備及び微細加工技術は，バイオ＆ライフサイエンス，環境技術分野への活用も期待されており，企業・大学
における微細加工関連の研究者
のみならず，異分野の研究者（バイオ・医療系等）にも利用しやすい環境づくりを目指して取り組んでいます。

活用例その 【&026プロセス品一貫開発支援】


 共同研究開発センター独自の&026XPプロセスに基いた設計ルールを用いて，回路設計からフォトマスク作製，前工程，後工程，特性評価及び不良解析まで一気通貫の研究開発を支援します。















設計から試作・評価までの一貫した研究開発支援

&026,&試作例（&KLSにユーザーが相乗りした例）

活用例その 【0(06微細加工技術支援】


ケミカルプロセス室

イエロールーム

レイアウト設計室

組立測定室

 6L系材料を主体とした三次元構造体（マイクロブリッジ・カンチレバー・6L1自立膜等）や，マイクロ変位センサの製作など，数々の6Lプロセスの他，水晶，石英，サファイア基板などを使った様々な0(06デバイスの研究開発を支援します。
マイクロプロセス室

＝利用までの流れ＝

＝利用料金表＝









 6L基板上の三次元構造体アレイ

マイクロブリッジ試作例

活用例その 【人材育成】

ブリッジ部拡大写真

マイクロ変位センサ試作例

 安全教育やオペレーショントレーニングなど，施設を安全に利用するための基礎教育を行うと共に，微細加工技術を応用した実用性の高いアプリケーション創出が可能な人材を育成することを目的とした教育を，,&・0(06関連の実習型セミナーを通して実施します。

支援成果例 【超小型高精度マイクロレーザ変位センサ】0(06&026
 )$,6共同研究開発センターでは0(06&026を目標のひとつとして技術支援を行っております。マイクロ変位セン
サ試作支援においては，従来，センサ部分の3'（フォトダイオード）だけを作り，信号増幅等の処理回路を外部回路で構成していましたが，更なる小型化を目指し，出力の温度依存性を補正する温度センサ埋め込み型マイクロ変位センサの試作を経て，現在，信号増幅回路までを一体化した超小型マイクロ変位センサの試作に挑戦しています．
ᵦᵐᵒ年度までの支援成果ᴾ

ᵦᵐᵓ年度の取り組みᴾ

要素技術セミナー

,&試作セミナー

フォトリソグラフィ実習

問い合わせ：公益財団法人北九州産業学術推進機構㻌 共同研究開発センター（安藤、上野）㻌
㻌㻱㻙㼙㼍㼕㼘㻦㻌㼚㼍㼚㼛㻜㻝㻬㼔㼕㼎㼕㼗㼕㼚㼛㻚㼚㼑㻚㼖㼜㻌 㻼㼔㼛㼚㼑㻦㻌㻜㻥㻟㻙㻢㻥㻡㻙㻟㻢㻜㻜㻌
ホームページ㻌 㼔㼠㼠㼜㻦㻛㻛㼣㼣㼣㻚㼗㼟㼞㼜㻚㼛㼞㻚㼖㼜㻛㼟㼔㼕㼟㼑㼠㼟㼡㻛㼟㼑㼙㼕㼏㼛㼚㻝㻚㼔㼠㼙㼘㻌97

分子・物質合成プラットフォーム

分子・物質合成プラットフォーム

合成 PF- 代表機関（1）
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

分子・物質合成プラットフォーム概要

ナノテクノロジー分子・物質合成に関する最先端の研究設備を利用できます。
全国11機関の最先端機器を、活用ノウハウと共に提供します。
特異な機能や優れた特性を有する有機/無機材料・金属系ナノ材料の探索・開発のための分子・物質合成、構造解析、分子設計等を支援します。

合成○薄膜／ナノ調製加工○化学材料 合成・素子作成

自己組織化構造作製
ナノカーボン作製
ナノコンポジット作製
触媒制御ナノカーボン合成・分析
超高性能ダイヤモンド電極作製・分析
プラズマ・ガス凝縮クラスター堆積装置
中規模カーボンナノファイバー室温合成
表面ナノ構造形成
グラフェン・カーボンナノチューブ合成
超精密電子材料基盤平坦化
マスクレス露光
反応性イオンエッチング

有機合成、高分子合成
分子合成
有機デバイス作製
太陽電池、有機FET、有機合成、磁性薄膜作製
評価、金属錯体、無機材料
大規模量子化学計算
分子構造解析

○バイオ調製
細胞培養
生体分子分離・調製
ナノバイオ分子の細胞実験、前臨床研究
ナノバイオ分子・物質設計

評価○透過型電子顕微鏡(TEM)○核磁気共鳴装置(NMR)○走査型トンネル顕微鏡(STM)／原子間力顕 ○分光
紫外可視近赤外分光、赤外分光、蛍光分光、
微鏡(AFM)○表面分析
ラマン分光 、ICP発光分光、円二色性分光
走査型電子顕微鏡(SEM)／EDX／EPMA、電子 ○質量分析
分光(XPS／UPS／AES)○クロマト装置○その他材料評価○X線回折○バイオ用光学顕微鏡○バイオ評価リアルタイムPCR、DNAシーケンサ、レーザース
キャナー 、表面プラズモン解析装置、セルアナラ
イザー・セルソーター、チップ電気泳動、
LC/MS/MS、生体分子分析、ナノバイオ材料評
価、細胞探索マルチアナライザー、マイクロカロリ
メトリ―

単結晶X線構造解析、粉末・薄膜X線回折(XRD)、 粒子・分子径測定、ゼータ電位測定、分子量測定、
X線小角散乱熱測定、元素分析、走査型透過軟X線顕微鏡(STXM)、太陽電池評価、高分子計測、有機半導○物性測定
体物性評価、3次元光学プロファイラー
磁気特性評価装置群、電子スピン共鳴装置(ESR)、粘弾性測定、力学特性測定装置

参画機関

エネ変換材料
･システム

エネルギー
太陽電池
パワー
デバイス

強誘電体

ナノコーティ 高分子プ
構造セラ ング材料 ラスチック 有機電子ミックス
材料

千歳科学技術大学

カーボン
デバイス

北陸先端科学技術大学院大学

強相関電子
材料
酸化物
半導体

ワイドバンドギャップ半導体

N

信州大学

名
ナノ構造
A
ナ
名
工
I
半導体
大
S
ノ
大
T
カーボンナノ材料
エ (CNT,グラフェン)
レ
光情報処
理デバイス
耐摩耗金属
ク
ト
磁性半導体
ロ
単電子
分子素子
ニ
シリコン系
材料
ク
磁性金属
ス
スピントロ

有機エレク
トロニクス

大阪大学

東北大学

九州大学
物質･材料研究機構
分子科学研究所

ニクス

名古屋大学
奈良先端科学技術大学院大学

名古屋工業大学

記録媒体

電子情報通信

J N
A I
I M
S S
T

環境

二次電池、
キャパシタ
超軽量･
高強度材

グ

蛍光体

九大
NAIST
阪大
分子研
名工大
名大
信州大
JAIST
NIMS
東北大
CIST

光･電子･
磁性

新(高)機能セラミックス

水素発生･貯蔵システム 燃料電池

有機ナノコ
ンポジット

リ

ー
ン
ナ
多機能触媒
ノ
固体照明
幾何構造制御テ
材料(超分子･
ゲル)
ク
高分子プラ
スチック

物質･材
料

環境モニタ

有機キラル
高分子

CIST
東北大
NIMS
JAIST
信州大
名大
名工大
分子研
阪大
NAIST
九大

金属ナノ
コンポジット ベースメタル･レアメタル

宇宙エレ
ベータ

ナノ空間材料

バイオマス
生体活性
材料
生体機能
代替材料
生体プロ

生体適
用材料

生体由来材 ーブ材料
料(酵素,DNA)

再生医療
材料

ナ
ノ
バ

人工組織
･臓器

イ
分子イメー
オ ジング

食品センサ
透明導電膜 アクチュエー
タ･モータ

診断治療
デバイス

ライフサイエンス

問い合わせ：分子科学研究所 ナノテクノロジープラットフォーム運営室
E-mail: nanoplat@ims.ac.jp，Phone: 0564-55-7431
ホームページ http://mms-platform.com/

100

合成 PF- 代表機関（2）
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

分子・物質合成プラットフォーム

事例の概要
QCMセンサー脂質膜塗布法の開発とリチウムイオン内包フラーレン修飾体の東北大学
コク定量化への応用 千歳科学技術大学 13C NMR測定

生体親和性発光ナノ粒子の医薬送達担
物質・材料研究機構
体への応用

スピンコーターによる均一な脂質膜を形成、ビールのコクの定量を実用化

葉酸分子をナノ粒子表面へ固定化することで、がん細胞との結合で発光を確認

800MHz NMRによるフラーレン炭素骨格の構造解析

植物培養細胞で調製したタンパク質の マイクロ波プラズマ法で合成した
高プロトン伝導性ポリイミド薄膜の配向
北陸先端科学技術大学院大学 Carbon Nanosheetの高温処理 信州大学 構造解析
品質評価
名古屋大学

質量分析やNMRを用いて新規のペプチドの構造 高温処理により高結晶性ナノカーボンを作製と機能の相関を解明

斜入射X線散乱測定を用いて湿度とプロトン伝導特性の間の特性発現機構を解明

フッ化物薄膜を用いた真空紫外光源 内包フラーレン分子錯体の特徴的分子分子科学研究所

水溶性極端紫外光レジスト材料を用いた
グリーン微細加工技術の開発 大阪大学

グラファイト上にカーボンナノファイバーを合 C60にHe原子内包フラーレンに、窒素プラズマ法
成した電子線源を開発し、世界最短波長の固体 での窒素原子注入を電子スピン共鳴測定で確認
発光光源の開発に成功

水溶性の新規レジスト材料による微細加工プロ
セス条件の最適化とパターン評価を行い、グリーン微細加工技術を開発

磁性のESR測定

双極型フレキシブル熱電発電シートの奈良先端科学技術大学院大学
開発

新規高温型燃料電池の開発
九州大学

CB

セル電圧@ 200 mA/cm2

名古屋工業大学

CNTを用いたMEA（電極接合体）0.4

耐久性向上！
0.2

CBを用いたMEA
0

0

20000

40000

60000

80000

100000CNT

電位掃引サイクル数

有機リン系化合物と単層カーボンナノチューブ
で高性能なｎ型の熱電変換材料を見出し、世界
初折り曲げられる双極型熱電発電シートを実証

新規導入設備有機半導体デバイス作成
システム

高性能ダイヤモンド電極作
製・分析装置

原子分解能分析電子顕微鏡

機能薄膜デバイス作製・評価システム

精密触媒制御ナノカーボン
合成・分析装置

セルアナライザー・セルソーター

機能薄膜ナノ物性評価システム

低真空電界放射走査電子顕微鏡

EELS

X線溶液散乱計測システム

SDD

正・逆光電子分光装置

電界放出形走査電子顕微鏡

ラマンイメージング

光電変換分子材料評価装置

超高分解能走査電子顕微鏡

電極触媒の耐久性試験結果をTEMとXRDで測定し電極触媒劣化の原因を突き止め、CNTを触媒担持体とする高耐久性燃料電池の開発に成功

有機物性評価システム

高速レーザーラマン
顕微鏡

有機半導体特性評価
システム

機能性材料バンド構
造顕微分析システム

動的光散乱計レーザーマイクロダ
イセクションマイクロストラクチャー
製作・評価装置

ナノバイオ分子合成・超解像解析評価システム

2次元光電分光装置

ナノ材料熱電特性評価装置

高速液体クロマトグラ
フィー・質量分析計

超高速HPLC分離・分子構造分析システム

問い合わせ：分子科学研究所 ナノテクノロジープラットフォーム運営室
E-mail: nanoplat@ims.ac.jp，Phone: 0564-55-7431
ホームページ http://mms-platform.com/

101

合成 PF-1 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

分子・物質合成プラットフォーム

千歳科学技術大学 分子・物質合成プラットフォーム– 北海道バイオ･材料イノべーション –具体的な支援内容としては、分子･物質合成に必
要なNMRや化学系分光器を用いた合成過程の測定、
TEMやEDX 、高分子計測装置や表面物性測定装置を用いた材料の評価、FZ炉や薄膜形成支援装置を用いた構造体作製などを行います。これらを有機的に連携させることで、材料の合成研究や利用者のナ
ノテクノロジー知識の育成から最終製品の評価までの一貫したサポートを行うことを目指しています。

千歳科学技術大学では、光ナノテクノロジーに関する研究を活かし、電子・光を制御する新規
ナノデバイスの創製・評価、有機分子・無機セラ
ミックスの合成・分析への研究支援を行います。
バイオ分野の食品・環境分析・材料の活用などを通し、産業が活性化する事を目的とした「バイオ•材料イノベーション」を支援します。

研究設備

装置群

海綿骨の可視画像

Intensity

FilmTek

20 µm
250

骨のラマンイメージ

750

1250

1750

Raman shift / cm-1

新装置：
ラマンイメージング

顕微分光

典型的な骨のラマンスペクトル

FZ炉㻾㼑㼚㼕㼟㼔㼍㼣㻌㼕㼚㼂㼕㼍

顕微ＩR
クライオミクロトーム

リガク Nano Viewer

円偏光二色性(CD)

NMR
TEM

試料台に固定1 um㻶㻱㻻㻸㻌㻶㻿㻹㻙㻣㻤㻜㻜㻲

新技術： ナノスーツ

生きたままの生物やウェットな材料を電顕観察！

ナノスーツ形成
観察可能

電子線照射

新装置： 分析電子顕微鏡

真空蒸着

拡大

300 µm

アリの頭部

10 µm

スパッタなしでも高解像度での観察が可能

3Dレーザー顕微鏡
Dewetting

オートグラフ㻔島津製作所 㻭㻳㻿㻙㻴㻕㻌㻌㻌㻌
高分子計測 示差熱‐熱重量同時測定装置㻔㻿㻵㻵 㼀㻳㻛㻰㼀㻭㻢㻞㻜㻜㻕装置群
誘電率測定装置㻔㻿㻵㻵 㻰㻱㻿㻝㻜㻜㻕㻌㻌㻌㻌
粘弾性スペクトロメータ㻔㻿㻵㻵 㻰㻹㻿㻢㻝㻜㻜㻕

利用事例
㻺㻹㻾と質量分析による天然抗癌活性物質の構造解析

液晶の合成・構造解析

有機合成（蛍光性分子、液晶分子）、高分子合成
ドラフト㻔島津製作所 㻯㻮㻵㻙㼆㻯㻝㻤㻿㻕㻌
機能性分子・
グローブボックス㻔美和製作所 㻿㻰㻮㻙㻝㼀㻕
高分子合成
サイズ排除クロマトグラフィー㻔島津製作所 㻯㻸㻭㻿㻿㻙㼂㻼㻕
キャピラリーガスクロマトグラフ㻔島津製作所 㻳㻯㻝㻠㻮㻕

がん細胞増
殖抑制物質

NMR
利尻島産海藻ヨレモク
㻔㻿㼍㼞㼡㼓㼍㼟㼟㼕㼡㼙㼟㼕㼘㼕㼝㼡㼍㼟㼠㼞㼡㼙㻕㻌

偏光顕微鏡像原子間力顕微鏡像

利用形態と利用料金
1.「利用相談」＊ 2.「技術相談」
3.「技術代行」 4.「技術補助」
5.「機器利用」 6.「共同研究」

自己組織化現象を用いた有機材料のナノ・マイクロ構造作成

最新鋭FE-SEMによる表面
構造と元素マッピング

自己組織化構造作成
装置USI ESD23

装置名㻔製造業者、型番）

元素分析装置㻔㻼㼑㼞㼗㼕㼚㻌㻱㼘㼙㼑㼞㻌㻵㻵㻌㻞㻠㻜㻜㻕
紫外近赤外㻔日本分光 㼂㻙㻢㻣㻜㻕
顕微分光システム㻔㻼㼔㼛㼠㼛㼚㻌㻰㼑㼟㼕㼓㼚社 㻼㻰㻼㻙㻟㻡㻟㻕赤外㻔島津製作所 㻲㼀㻵㻾㻙㻤㻣㻜㻜㻕
化学系分光顕微㻵㻾（島津製作所 㻭㻵㻹㻙㻤㻤㻜㻜）
測定装置群
顕微ラマン分光㻔㻼㼔㼛㼠㼛㼚㻌㻰㼑㼟㼕㼓㼚社 㻾㻿㻹㻙㻟㻝㻜㻕
ラマンイメージング㻔㻾㼑㼚㼕㼟㼔㼍㼣社 㼕㼚㼂㼕㼍㻕
蛍光㻔島津製作所 㻾㻲㻙㻡㻟㻜㻜㻼㻯㻕㻺㻹㻾㻔日本電子 㻶㻺㻹㻙㻱㻯㻼㻠㻜㻜㻕㻟㻰測定レーザ顕微鏡㻔オリンパス 㻸㻱㼄㼀㻌㻻㻸㻿㻠㻜㻜㻜㻕
蛍光顕微鏡㻔オリンパス 㻮㼄㻡㻝㻕
走査型プローブ顕微鏡㻔日本電子 㻶㻿㻼㻹㻙㻡㻞㻜㻜㻘 㻶㻿㻼㻹㻙㻠㻞㻜㻜㻕
走査型電子顕微鏡㻔キーエンス 㼂㻱㻙㻤㻤㻜㻜㻕
顕微鏡群 走査型電子顕微鏡（日立 㻿㻙㻟㻡㻜㻜㻺㻘㻌㻱㻰㼄㻔堀場製作所
㻱㻹㻭㼄㻣㻜㻜㻜）㻕
電界放出形走査電子顕微鏡㻔日本電子 㻶㻿㻹㻙㻣㻤㻜㻜㻲㻕
透過型電子顕微鏡㻔日立 㻴㻙㻣㻢㻜㻜㻕
クライオミクロトーム㻔ライカ 㼁㻸㼀㻾㻭㻯㼁㼀㻌㼁㻯㼀㻕
走査型近接場光学顕微分光システム【㻿㻺㻻㻹】
㻔日本分光 㻺㻲㻿㻙㻞㻟㻜㻕
分光エリプソメーター㻔日本分光 㻹㻙㻝㻡㻜㻕㼄線解析装置㻔リガク 㻾㻵㻺㼀㻞㻜㻜㻜㻕
表面物性測 㼄線小角散乱装置㻔リガク 㻺㼍㼚㼛 㼂㼕㼑㼣㼑㼞㻕
定装置群 表面分析装置㻔理研計器 㻭㻯㻙㻝㻕㻌㻌
触針式表面形状測定器㻔アルバック 㻰㼑㼗㼠㼍㼗 㻢㻹㻕
非接触光学式薄膜計測システム㻔㻿㼏㼕㼑㼚㼠㼕㼒㼕㼏㻌㻯㼛㼙㼜㼡㼠㼕㼚㼓㻌㻵㼚㼠㼑㼞㼚㼍㼠㼕㼛㼚㼍㼘社 㻲㼕㼘㼙㻌㼀㼑㼗㻠㻜㻜㻜）
接触角計㻔協和界面科学 㻰㻹㻙㻡㻜㻝㻕
自己組織化構造作成装置㻔ユーエスアイ･システム社
㻱㻿㻰㻙㻞㻟改㻕
スパッタ装置㻔㻭㻸㻿 㻱㻙㻝㻜㻜㻧㻌アルバック 㼂㻼㻯㻙㻞㻢㻜㻧㻌
薄膜形成支
アネルバ 㻸㻙㻜㻠㻟㻱㻙㼀㻺㻧㻌アルバック 㻹㼁㻱㻙㻱㻯㻻㻙㻯㻞㻕㻌
援装置群
液晶配向膜ラビング装置㻔日本文化精工）
プラズマエッチング装置㻔サムコ 㻲㻭㻙㻝㻕
スピンコーター㻔ミカサ １㻴㻰㻣㻘㻌共和理研 㻷㻙㻟㻡㻥㻿㻝㻕

Fluorescent charge transfer
complex

金粒子含有ハニカム膜加熱処理後の電子顕微鏡像（右図）と㻱㻰㻿像（中図、㻭㼡マッピング）。左図はアパタイト表面の再石灰化を示す（北海道医療大歯学部倉重先生のご協力による）＊1.「利用相談」に限り無料

従量制
成果公開型
５,０００円/日
成果非公開型
１０,０００円/日
定額制(成果公開型のみ）
５０,０００円/年
３０,０００円/６ヶ月
１５,０００円/１ヶ月

問い合わせ先：千歳科学技術大学フォトニクス研究所
㻱㻙㼙㼍㼕㼘㻦㻌㼗㼑㼚㼗㼥㼡㻬㼓㼡㼜㼜㼥㻚㼏㼔㼕㼠㼛㼟㼑㻚㼍㼏㻚㼖㼜，㻼㼔㼛㼚㼑㻦㻌㻜㻝㻞㻟㻙㻞㻣㻙㻢㻜㻜㻟
ホームページ 㼔㼠㼠㼜㻦㻛㻛㼣㼣㼣㻚㼏㼔㼕㼠㼛㼟㼑㻚㼍㼏㻚㼖㼜㻛㼪㼚㼍㼚㼛㼠㼑㼏㻛102

合成 PF-2 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

分子・物質合成プラットフォーム

東北大学 分子・物質合成プラットフォーム
ナノテク融合技術支援センター
事業内容
先端設備の外部共用事業
・ 最新の分子変換技術を駆使した有機化合物全般の合成
・超高磁場核磁気共鳴装置を用いた固体・溶液サンプルの極微量超高感度測定
・ ICP発光分光分析装置による微量分析
・ 有機エレクトロニクス研究用の素子開発とデバイス作成、物性評価

合成研究支援装置
有機エレクトロニクス研究支援装置

利用事例
超高性能リン酸マイクロセンサの開発

リチウムカチオン内包フラーレン修飾体のNMR分析
・装置名：JNM ECA 800 FT NMR
・磁場強度：18.8 T・測定核： 13C・共鳴周波数：201.19 MHz
・測定温度：0℃（化合物が室温で徐々に分解するため）

図1．[Li+@C60]TFPB– （TFPB = テトラキス(3,5ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート）のイオン対の構造．

図 2. Li+@C60(CpH)]PF6– の 13C NMRスペク トル（ 201 MHz,CD2Cl2, sp2炭素領域）．多数のピークが高感度，高分解能で観測された．

問い合わせ：東北大学 分子・物質合成プラットフォーム 事務局
E-mail: cintsoffice@rpip.tohoku.ac.jp，Phone: 022-217-6037
ホームページ http://cints-tohoku.jp/103

合成 PF-3 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

分子・物質合成プラットフォーム

物質・材料研究機構 NIMS分子・物質合成プラットフォーム
ナノテクノロジー融合ステーション ソフトマテリアルライン
NIMS分子・物質合成プラットフォームは、バイオテクノロジーとナノテクノロジー、材料科学の融合に関する研究開発支援を通し５つの機能にわかれた実験室

細胞培養エリアて、ナノバイオの基礎基盤研究から社会や産業に役立つ新技術

バイオイメージングエリアの創出までを行うことができる研究環境を提供することを目的としています。施設は、生体分子調製エリア、細胞培養エリア、バイオ

生体分子調製エリア

機器分析エリア
機器分析エリア

イメージングエリア、有機・高分子材料創製エリア、機器分析エリアの５つのエリアからなっています。バイオテクノロジーとナノテクノロジーの融合研究の推進に必要な各要素技術の複合化を行う

生体分子調製エリア
NMR室

有機・高分子材料創製エリア場として、また、分野の異なる研究者間あるいは産独学の研究者間交流を通じてアイデアや情報交換を行う場としてご活用ください。
NMR

細胞培養エリア

有機・高分子エリア

主な研究設備LC-MS/MS

共焦点蛍光顕微鏡NMR

MALSとGPC

全反射蛍光顕微鏡

ナノサーチ顕微鏡

ラマン顕微鏡セルアナライザー

LMD

レーザースキャナー

卓上電顕

利用例
Hydroxyapatite nanoparticles as drug carrier for cancer therapy
National Taiwan University

利用形態

大学・公的研究機関所属ユーザー

機器利用

装置

利用者が施設を訪れ自分で機器を操作する。

LC/MS/MS¥1,000

技術補助／技術代行¥1,750共焦点蛍光顕微鏡¥1,000¥1,750

上記以外の装置¥500¥1,250

技術補助
利用者が施設を訪れ自分で機器を操作する際に支援スタッフが技術指導、補助を行う。

Fig.1 Loading of CpG ODN
onto HAp particles

Fig.3 Intracellular localization of HAp-sCpG

Fig.2 Cytokine induction by HApsCpG particles

利用料金

Chen, Min-Hua et al.

特定の測定装置を用いた解析のみならず各エリアの特徴を生かした一連の研究をスムーズに実施できます。
支援スタッフが利用者になじみの少ない
実験、解析、操作もサポートします。

技術代行
利用者からの依頼で支援スタッフ
が機器の操作、解析を行う。

機器利用

民間研究機関所属ユーザー
装置
LC/MS/MS¥2,000

技術補助／技術代行¥3,500共焦点蛍光顕微鏡¥2,000¥3,500

上記以外の装置¥1,000¥2,500

機器利用＊料金はすべて1時間当たり、消費税別

問い合わせ：物質・材料研究機構 分子・物質合成プラットフォーム
E-mail: SML-office@nims.go.jp
Phone: 029-859-2399
ホームページ http://www.nims.go.jp/mmsp/

104

合成 PF-4 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

分子・物質合成プラットフォーム

信州大学・カーボン科学研究所 分子・物質合成プラットフォーム－新奇ナノカーボン材料・合成と評価拠点ー

ICST; World Research Institute for NanoCarbon

Carbon Innovation for a better life and a better world in the 21 st Century

カーボンナノチューブ発祥の地：信州大学ではナノカーボンの多様化を目指して命名した新奇ナノカーボンの合成から構造評価・特性評価さらにはナノ複合化によって得られる新規機能創出までを一貫して支援する
態勢を準備しております。異種元素添加ナノカーボン、金属内包Peapodsなど新奇ナノカーボンによる今までに経験されたことのない新規機能・特性発現を支援いたします。
Carbon: the key to pioneering innovations in the 21st century

研究設備『古くて新しい物質』“炭素”は過去30年間、基礎科学と応用で最も活発な研究領域を提供し続けている

横型CVD装置

縦型CVD装置

CsTEM

企業中心にナノカーボンの合成から加工評価を一貫して支援いたします
PPMS

XPS

環境TEM

Triラマン

STEM

利用事例
もみ殻からナノカーボンを合成装置の概要①ナノカーボン合成
横型CVD装置
縦型CVD装置
熱処理装置
高温熱処理装置②その場観察装置
環境TEM③高倍率観察・分析装置
CsTEM
STEM
FE-SEM
XPS④特性評価装置
PPMS
Triラマン
Hydroshot⑤ナノ複合化装置
２軸押し出し混練装置
ラボプラストミル⑥26年度追加設備
ナノカーボン合成解析装置
CVDダイヤモンド合成装置
特性等評価用前処理はご相談ください利用について拠点利用をご希望の場合は以下の手順で進めますのでご相談ください
利用手順

触媒制御ナノカーボン合成解析装置

PtCl2内包CNT合成・観察

ダイヤモンド電極合成装置①事前確認 ご利用の可能性確認②申請 可能性ありの場合、申請書提出③審査 申請内容を審査、可否報告④設備利用 可の時、担当研究者と利用協議⑤報告 利用後成果報告書作成⑥成果公開 原則公開（猶予規定あり）
利用形態（共同研究型推奨）①共同研究型 担当研究者と協議・実験・解析②機器利用型 利用者にて実験・解析③技術代行型 実験・測定を学内研究者代行
利用料・課金共同研究型利用 ６か月の利用料：５００００円
機器利用
１日当たり５０００円（その他についてはご相談願います）◆お問い合わせ信州大学 カーボン科学研究所
026-269-5230（橋本）hashimt@shinshu-u.ac.jp，026-269-5670（事務 倉田）
H.P. http://www.shinshu-u.ac.jp/institution/icst/nano/105

合成 PF-5 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

分子・物質合成プラットフォーム

北陸先端科学技術大学院大学
ー全学体制で組織的に分子物質合成を支援ー
JAIST

本州日本海側唯一のプラットフォーム参画機関として、地域を中心に全国からの依頼を広く受け付けます。共
通利用機器・設備を一元管理しているナノマテリアル
テクノロジーセンター、全ての技術職員が所属する全学組織の技術サービス部、専門知識を持つ教員が所属するマテリアルサイエンス研究科が協力して、本事業を推進します。学外の研究者・技術者からの依頼に応えて、新産業創出や新学術領域開拓につながる新
しい分子・物質の合成とその性状評価を支援します。

技術サービス部

ナノマテリアルテクノロジーセンター

支援
企業・大学・公的機関

マテリアルサイエンス研究科

地域の商工会議所、企業参加の勉強会、銀行などで支援事業を紹介

展開
産学官連携のナノテクによるイノベーション
課題解決・新産業の創出・新学術領域の開拓

研究設備

400MHz-NMR

800MHz-NMR

極低温物性評価装置

質量分析装置〜合成の支援〜
JAISTのドラフト付き
実験室やクリーン
ルームを利用することも可能です。また、3D-CADや工作機器を活用して装置部品の試作・改
良もサポートします

STEM ARM-200F

TEM H-9000

装置名、仕様核磁気共鳴装置群

Bruker Biospin AVANCE III 800MHz（超高感度検出器付き）、400MHｚ（自動サンプルチェンジャー付き）

質量分析装置Bruker Daltonics Solarix

極低温物性評価装置

Quantum design MPMS-XL7SK (超伝導量子干渉観測
磁束計 SQUID)

透過型電子顕微鏡群

日立ハイテクノロジーズ TEM H-7650, H-9000
日本電子 STEM ARM-200F

多機能顕微鏡群

日立ハイテクノロジーズ SEM S-5200
日本電子 EPMA JXA-8900
アルバックファイ SAM 670
SII SPI-3800N/SPA-400 (AFM)
ホリバ JY T64000 （ラマン）
SII FIB SMI 3050

SQUID

FT-ICR-MS

核磁気共鳴装置群

TEM H-7650

設備名

AFM

HORIBA-JY T64000

SAM 670

電子顕微鏡観察試料作製装置

透過型電子顕微鏡群

X線・イオン解析装置群
SII FIB SMI 3050

EPMA

電子顕微鏡観察試料作成装置

AC-2

SEM
多機能顕微鏡群

XPS AXIS-ULTRA DLDX’Pert Pro MRD Epi

ﾘｶﾞｸXRD SmartLab

ﾃｯｸｻｲｴﾝｽ PYS-200+IPES

X線･イオン解析装置群

ナノ材料の設計・試作・評価

・機械加工 ･エレクトロニクス(実験室）･制御プログラム

分子・物質合成支援

PPMS−TTO

3次元CAD機能付ワイヤー放電
加工システムパナリティカル X’Pert PRO MRD Epi
理学 XRD SmartLab
島津クレートス XPS AXIS-ULTRA DLD
理研計器 UPS AC-2

装置・設備の詳しい紹介（動画あり）を下記のサイトで公開しています。
http://www.jaist.ac.jp/ms/equipments/index.html

利用事例
機能性セラミック基板の表面ひずみ・応力の評価
エレクトロニクス機器の高性能＆コンパクト化に重要な役割を持つ機能性セラミック基板を製造する上で、表面歪みや残存応力を定量することは重要である。本研究課題では、ラマン散乱分光装置（ホリバ T64000）を使用して、セラミックに含有されるアルミ散乱信号を抽出し、その詳細な解析から
表面歪みや応力に関する情報を得ることを目指す（ニッコー株式会社・研究開発部
北村大祐様）。

ニッコー株式会社で開発された機能性セラミック基板

アルミナからのラマン散乱信号

ニッケル

酸素

アルミニウム

ガリウム

インジウム

研究の成果を成果報告書（A4で2ページ程度）としてご提出頂き、それをWEB公開します（公開猶予（最大2年）制度あり）。
生理活性ペプチドの構造と機能の解析

半導体デバイスの組成分布の分析

30 nm
STEM像

昨年度（H25年度）の支援
実績は、企業29件、大学・
公的機関29件。

半導体デバイス改良を目指し、収差補正
ＳＴＥＭ−ＥＤＳ法
を用いてデバイス内の様々な組成分布をナノメートル分解能で測定した（アドバ
ンテスト研究所）。

花から種子ができる初期に特異的に発現するペプチドホルモンの大量合成に成功。その立体構造と機能の解析をNMRとMSで行った。
本成果は、Science誌（(2014), 344,168-172）に公表された（石川県
立大学）。

利用形態
技術代行：JAISTスタッフが機器を使用して依頼試料を測定装置利用：利用者が自分で機器を操作

利用料金
1日（1装置）利用
半年パス（最大20日利用）
年間パス（最大40日利用）

大学・公的研究機関
5,000
50,000100,000

企業
10,000100,000
200,000＊どちらの利用形態でも同一料金です。

秘密保持契約・包括契約を結べる自主事業も行っています。お気軽に下記までご相談ください。

問い合わせ：北陸先端科学技術大学院大学 分子物質合成プラットフォーム 運営委員会
E-mail: nano-net@jaist.ac.jp Phone: 0761-51-1449
ホームページ：http://www.jaist.ac.jp/NanoPlat/index.html

106合成 PF-6 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム

分子・物質合成プラットフォーム

分子研機能性分子アセンブリ拠点
分子科学研究所

分子科学研究所は、分子をベースにしたグリーン・ライフイノベーションに資するナノテクノロジー関連分子・物質素材の新規合成開発研究に対して、他では実施できない先端機器利⽤と分子設計を中⼼とした⽀援を実施します。

研究設備・支援内容
先端・オリジナル・汎用 機器分析
放射光分光

走査型透過X線顕微鏡 STXM

X線磁気円二色性 XMCD
バンド構造
高磁場ESR

角度分解光電子分光ARUPS
W-band パルス 2重共鳴

高磁場NMR

920MHz溶液・固体
800MHzクライオプローブ
600MHz固体

溶液X線散乱

SAXS

低真空分析SEM
各種汎⽤機器

高感度EDS
TEM,SEM,FIB,ESCA,ESR,

機能材料化学合成・素子作成
マイクロストラクチャー
有機薄膜太陽電池
有機FET 分子導体単結晶育成
機能性有機化合物合成
機能性金属錯体合成
超高圧無機材料
大規模量子化学計算
磁性薄膜

SQUID,顕微Raman,FT遠赤外研究成果事例

内包フラーレン分子錯体の特徴的分子磁性のESR測定

超高磁場超高速試料回転固体NMR測定
アラニントリペプチドの精密構造解析に成功

窒素プラズマを照射He@C70とHe@C60のESR
ニッケルポルフィリンに挟まれて結晶化したHe@C60のX-線
回折像
NHe@C60 分 子 の 理 論 計 算 で得られた最安定構造(a)逆平行、(b)平行β-シート構
造アラニントリペプチドのNMR

超高速MAS下でのDQ-MAS法による1H固体NMR解析

アミド1H化学シフト
値と分子間水素結合距離 との相関

ディラック電子系分子性導体への静電キャリア注入
電界効果トランジスタの作製および物性評価nd (1012 cm -2)

Rxx , Rxy (Ω)

2000
Rxx

1000

Rxy

T = 0.5 K

0
0

協力研究
データの解析や学術的な議論を含めて共同で⾏います

40

3000

2

4
B (T)

6

電気抵抗Rxxとホール抵抗Rxｙの磁場依存性に見られる量子ホール効果

STXMによる核小体中の無染色DNA観察

利用形態と利用料金

30

施設利用

20
10

0 1 2 3 4 5 6 7 8
Ln
キャリア濃度分布とエネルギーダイアグラム
ディラックコーン
PEN

N 1s

DNA

データの解析や学術的な議論は利⽤
者が独⾃に⾏います

技術代行
実験・測定を⽀援者に依頼して⾏います

技術相談
Histone⽀援担当者等と実験・測定について検討します

大学・公的機関
⼤学共同利⽤機関のため すべて無料
⺠間企業

時間単価（または24時間単価）

放射光利⽤ 6,500円
マイクロストラクチャー 1,700円
TEM 1,700円； SEM 1,100円
低真空SEM 2,400円； FIB 800円
ARUPS 4,000円； ESCA 1,000円
汎⽤ESR 700円； SQUID 700円
顕微Raman 800円； FT遠赤外 800円
小角X線散乱 1,500円
920MHz固体溶液NMR 102,900円/24時間
800MHz溶液NMR 66,900円/24時間
600MHz固体NMR 28,800円/24時間
いずれも非公開利⽤は約2倍の価格
合成⽀援は内容に応じて相談

問い合わせ：分子科学研究所 ナノテクノロジープラットフォーム運営室
E-mail: yokoyama@ims.ac.jp，Phone: 0564-55-7345
ホームページ http://nanoims.ims.ac.jp/ims

107

合成 PF-7 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

分子・物質合成プラットフォーム

名古屋大学分子・物質合成プラットフォーム
名古屋大学「分子物質合成プラットフォーム」事業では、ナノテクノロジーに関わる最先端の研究設備とその活用のノウハウを提供することにより、産学官の多様な利用者による共同利用を促進し、個々の利用者に対して問題解決への最短アプロチを提供するとともに、産学官連携や異分野融合を推進することを目的としています。
当事業では、がんや生活習慣病診断・治療・予防・創薬のための機能性キラル分子・次世代ナノバイオ分子物質合成や前臨床研究支援に加え、新エネルギー創成、エネルギー備蓄・変換を目指した有機・高分子分子物質合成支援など、化学〜生体まで多岐にわたる合成・分析機器を提供します。

ESR
走査型電子顕微鏡

固体NMR

大気圧SEM
超解像顕微鏡NMR（700MHz,500MHz)

レーザーラマン
分光光度計
全自動元素分析装置

多光子共焦点レーザー顕微鏡

自己組織化ナノ超構造の構造・組成解析

ナノバイオ材料評価、
ナノバイオ分子細胞実験、前臨床研究、分子物質設計

全反射蛍光顕微鏡

MALDI-TOF-MS
エレクトロスプレイ質量分析

高分子ナノ薄膜の構造解析、内部構造評価

キラリティー分光測定、キラル分離、有機・高分子
化合物構造解析

蛍光顕微鏡電気泳動システム

蛍光分光光度計
ゼータ電位・
粒径測定システム

吸収分光光度計
チップ電気泳動

接触角計
動的光散乱

高分子ナノ薄膜の膜厚測定・表面観察
表面ヤング率測定（AFM）

FT-IR

反応熱・拡散シミュレーション

電子円二色性X線粉末回折装置

蛍光X線分析装置 微小単結晶X線構造解析装置

成果事例☆高プロトン伝導性ポリイミド薄膜の配向構造解析

カスタマイズXRD装置(斜入射(GI)測定・
加熱冷却・光照射)

アルキルスルホン化ポリイミド薄膜が面内において極めて高いプロトン伝導を示す特性は、基板に平行なラメラ構造の規則性と層間隔が吸湿とともに増加することで発現していることを、湿度制御下のin-situ
斜入射X線散乱測定により突きとめました。

UV・IR分光（偏光・加熱冷却）

DSC☆世界で初めて溶出順序を自在に反転できるキラル固定相を開発

拡散反射円二色性

TGA

振動円二色性液体クロマトグラフィー

利用形態

固体状態でらせんの巻き方向を反転させることが可能なポリアセチレン誘導体の合成に成功し、この特性を利用してエナンチオマーの溶出順序を反転できる高速液体クロマトグラフィー
用の固定相の開発に成功しました。

技術代行 利用者の依頼により、支援者が実験を行います。

☆世界で初めて”ナノクリスマスツリー”によるDNAの超高速解析に成功

機器利用 利用者が自ら機器操作し、実験を行います。

デバイス中のマイクロチャネル内に、枝分かれのナノワイヤをナノクリスマスツリーの森のような構造に形成することに成功し、ここへDNAを導入することで、数秒でDNAを解析できる技術の開発に成功しました。

共同研究 利用者と支援者が共同で研究を行い、成果発表します。

技術相談 技術的な問題について、さまざまな相談に対応します。

技術補助 支援者の指導を受けながら、利用者が機器を使用します。

（成果非公開型に移行した場合は、自主事業となります）

公的機関ならではの低料金設定
料金表の詳細は、下記Webページをご覧ください。
問い合わせ：名古屋大学分子・物質合成プラットフォーム事務局（坂口 佳充）
E-mail: nano-platform@apchem.nagoya-u.ac.jp, Phone: 052-789-4609
ホームページ http://nano-platform.apchem.nagoya-u.ac.jp108

合成 PF-8 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

分子・物質合成プラットフォーム

名古屋工業大学 分子・物質合成プラットフォーム－名工大スマートマテリアル創成支援－－特徴－
・世界有数の産業集積地である中京地域に立地する工科系国立大学法人
・充実した学内組織 「大型設備基盤センター」＆「産学官連携センター」を基軸に運営
・新学術領域の創成と研究成果の産業化を
促進する

産業界
大学・研究所
分子・物質合成プラットフォーム

複合ナノ粒子の気相合成支援

ナノカーボンの環境に優しい合成と評価支援－グリーンナノ材料の合成と精密計測技術－－白金代替触媒などエネルギーデバイス関連技術－
気相合成法をベースとした 、 ナ ノ サイ ズの 高 純度
金属および酸化物粒子の合成、表面を被覆した「コアシェ ル粒子」や 異種 元
素のナノ粒子が接合した「バイメタル粒子」の試料作製を支援します。

名古屋工業大学では、エネルギーデバイス関連研究、ライフサ
イエンスの機能的な分子・物質の合成研究、元素戦略的磁性材料・スピントロニクス関連研究を促進するとともに、新学術領域の創成と研究成果の産業化、若手研究者の育成を目指し、(1)複合ナノ粒子の気相合成、(2)生物分子関連の新規化合物
合成、(3)メスバウアー分光、(4)ナノカーボンの環境に優しい合成と評価、(5)分子合成テンプレート創成と評価に特徴を置く支援を実施します。

プラズマ・ガス凝縮法

種々の基板表面へのカーボンナノファイバー（ＣＮＦ）の室温形成、グラフェ
ンの化学気相合成、有機
半導体との融合デバイスの開発と評価、および電子顕微鏡（ＴＥＭ、ＳＥＭ）とプ
ローブ技術を組み合わせたナノ材料の精密評価等の各種支援を行います。

生物分子関連の新規化合物合成支援－ライフサイエンスの素機能的分子・物質の合成技術－

中規模ＣＮＦ室温合成装置
ＴＥＭ中電気特性評価例
ＳＥＭ中機械特性評価例

分子合成テンプレート創成と評価支援－超平滑面加工技術を用いたマイクロラボの創成－

シデロフォアの鉄捕捉機能を利用し、微生物等の細胞の認識・識別・構造解析が可能なナノ構造解
析装置により、新規化合物の合成と生物分子との相互作用等をはじめ、化合物の詳細な解析について支援します。

ガラス、セラミクス、金属等の各種基板
材料上に超平滑面を形成し、分子合成
用溝構造(マイクロラボ)を創成します。また、溝構造中での分子合成挙動評価支援を行います。

微生物検出システム

利用事例

メスバウアー分光支援

フッ化物薄膜を用いた真空紫外光源の開発－元素戦略的磁性材料・スピントロニクスデバイス関連技術－

名工大、（株）トクヤマ、九工大、東北大（共同研究）

原子核によるガンマ線の共鳴吸収ス
ペクトルから局所的な価数状態や結晶構造や磁性を評価することができるメス
バウアー分光法を通じて、ナノスケールの微粒子、析出物、薄膜などの局所物性評価を行い、ユーザーの分子物質合成を支援します。

パルスレーザー堆積法で作製したフッ化物薄膜を用い、真空紫外領域におけるフィールドエミッ
ションランプの開発に成功した。
これは固体蛍光体を用いた光源における世界
最短波長領域で動作し，従来のガスランプに比べて，固体蛍光体を用いているため，高い安定性やガス交換を必要としないことによる長い寿命が見込まれる。
さらに冷陰極であるカーボンナノファイバーを電子線源としているため，熱が発生せず，紫外線照
射対象に熱ダメージを与えないという利点もある。このような光源は，水銀ランプのように環境汚染を引き起こす物質を用いていないことからも，殺菌や表面処理など幅広い分野への利用が期待できる。
本研究成果は，米国科学雑誌「APL Materials」，ニュースサイト「AIP Publishing」「Laser Focus
World」「Sciencedaily」等に掲載された。

カーボンナノファイバーを電子線源とし、フッ化物薄膜を蛍光体として用いたフィー
ルドエミッションランプ

低温動作散乱法測定装置
スピネル型酸化物強磁性薄膜に対するイオン注入の影響
名工大、筑波大学 （共同研究）

・受託試験
外部研究者・技術者からの依頼を受けて、材料の試験や試料作製を行います。事前打ち合わせ後、依頼者立ち会いで行います。試料をお預かりし、測定結果を郵送することも可能です。

機器利用：利用者自ら機器を操作する
技術代行：支援者が利用者に代行して機器を操作する

・共同研究
外部研究者が本支援で行う研究分野の技術・知識を有していない場合、あるいは試料が多数あり、一連の試験を希望される場合は、共同研究の形態が便利です。支援内容・利用形態の詳細や申請書類については、「お問い合わせ」先までご連絡下さい。

平成２５年度実績
・技術相談（学術指導）
利用者相談に専門家として応える技術
コンサルタントとしての支援です。
申請書類については、「お問い合わせ」
先までご連絡下さい。

民間企業
９件
大学（外部）
１７件（内部）
１５件
公的研究機関
２件
４３件
合計
主な利用形態内訳
共同研究 58%、機器利用 30%

問い合わせ：

本研究では、代表的なスピネル型フェライト
磁性材料であるマグネタイトおよび Co フェ
ライトについて窒素イオンを照射して磁気特性の変化を調べた。
イオン注入したフェライト薄膜の結晶性および磁性に関する局所的な情報を得るため、
メスバウアー分光測定を実施した。

イオン注入前後のFe3O4薄膜のメスバウアースペクトル(a)(a) Fe O 50 nm
3 4

w/o ion implanted

カウント(a.u.)Counts

利用形態と利用実績

スピネル型酸化物強磁性体の記録媒体やデバイスへの応用のため不可避である微細構造作製技術の確立を目標に、イオン注
入によるスピネル型酸化物薄膜の磁化制御を試みた。

(a) イオン注入前の Fe3O4(50 nm)(b) 窒素イオン (12 kV) 6×1016
ions/cm2 注入後の Fe3O4(20 nm)(c) 窒素イオン (12 kV) 12×1016
ions/cm2 注入後の Fe3O4(20 nm)(b)(b) Fe3O4 20 nm
N ion implanted
16
6 x 10 ions,

12 kV

イオン注入前の磁気分裂した成分が，イオン注入後に中心付近の非磁性成分に変化していく様子が明瞭に示されている。

Fe O 20 nm(c)(c) Fe 3O 4 20 nm

N 3ion4 implanted

N ion12implanted
x 1016 ions, 12 kV
16
12 x 10 ions, 12 kV

-15

-10

-5
0
5
線源ドップラー速度
Velocity(mm/s)（ガンマ線エネルギー）

1015名古屋工業大学 スマートマテリアル創成研究所（日原）E-mail: hihara@nitech.ac.jp，Phone: 052-735-5298
ホームページ http://nano.web.nitech.ac.jp/index.heml

109

合成 PF-9 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

分子・物質合成プラットフォーム

奈良先端科学技術大学院大学 分子・物質合成プラットフォーム
最先端ナノテクノロジー研究施設の共用化と高度技術支援
全教員参加による協力研究制度、高度な専門技術を持つ技術職
員・技術補佐員、連携・技術調査を専門とする連携マネージャー、およびリーズナブルな利用料金により、新材料創成とものづくりに貢献し、アカデミアだけではなく、産業界、特に、中小・ベンチャー
企業にご活用いただいています。

利用形態と利用料金例
協力研究：データの解析や学術的な議論を含めて共同で行います。
技術代行：専門知識を持つ教員または技術職員が計測を行います。
機器利用：利用者自らが本学の設備・装置を利用します。

支援

利用区分

支援件数

技術相談

一般利用

支援件数
大学他
企業
企業における
合計（比率）（比率）
中小企業比率34件
23件(68%) 11件(32%)
64%
24年度
37件
22件(59%) 15件(41%)
60%
25年度
46件
21件(46%) 25件(54%)
56%
26年度

協力研究

四半期（３ヵ月）

27,000 円

技術代行・機器利用

１日利用

5,400 円利用事例（25年度、大学）無料

協力研究は４－６月、７－９月、１０－１２月の四半期単位
支援期間：４月ー１２月、利用料は税込表示

利用事例（26年度、企業）

単層カーボンナノチューブのn型ドーピングと双極型フレキシブル熱電発電シートの開発
奈良女子大学 棚瀬知明、NAIST 野々口斐之
カーボンナノチューブは本来 ｐ型材料であるが、多くの有機リン系化合物を含むカーボンナノチューブフィルムは負のゼーベック係数を示し、これら複合体がｎ型材料であることを明らかにした。またトリフェニルホスフィンや二座
ホスフィンを用いたとき、従来添加剤の組み合わせにくら
べて単位温度あたりの発電出力（パワーファクター）はお
よそ２．５倍であった。以上のことから、ｎ型カーボンナノ
チューブ作製において有機リン系化合物の優位性を実証した。本研究により世界初の柔らかく折り曲げられる双極型熱電発電シートを実証した。

利用料

高耐食性表面処理技術防錆機構の解明

p型CNT

n型CNT n型CNT

株式会社日本ラスパート、NAIST 服部賢
同社の経験的に培ってきた表面処理技術の防錆機構を科学的に解明して、高耐食性化への指針を得たいとの要
望で支援を実施した。
防錆処理を施したボルトを樹脂に埋め込み、研磨により断面を出し、イオンミリングした後、ボルト断面防錆処理部分をSEM-EDX観察により元素マッピングを行った。防錆処理部分は、厚さ10μmで、Alを赤、Znを緑、Snを青とすると、右図のようになる。サンプルの右側がボルト部分、真ん中がコーティング部分、左側が樹脂部分である。
異種金属の層状構造を確認し、異種金属層状構造が水、樹脂
酸素の侵入を防止して、防錆処理の高い性能を実現できることを明らかにした。

ボルト部

主な支援機器
透過型電子顕微鏡 JEOL，JEM-3100FEF
粉末X線回折装置 リガク，RINT-TTRIII/NM
単結晶X線回折装置 リガク，ValiMax RAPID RA-Micro7
X線散乱測定装置 リガク，Micro/Max-007HF
MALDI-TOF質量分析装置 Bruker Daltonics，Autoflex II
多機能走査型Ｘ線光電子分光分析装置 ULVAC-PHI，
PHI5000Versa Probe II
分光感度・内部量子効率測定装置 分光計器，CEP-2000RR
大気中光電子分光装置 理研計器，AC-3
熱電特性評価装置 カンタム・デザイン，PPMS EverCool II

分光感度・内部量子効率測定装置
熱電特性評価装置
透過型電子顕微鏡

大気中光電子分光装置

質量分析装置

単結晶X線回折装置

Ｘ線光電子分光分析装置

支援試行機器 （下記の機器も適宜ご利用いただけます、詳細は連携マネージャーにご相談ください。）
電子線マクロアナライザ（EPMA） 島津，EPMA1610
二次イオン質量分析（SIMS）装置 ULVAC-PHI，ADEPT-1010
600MHz超伝導NMR JEOL，JNM-ECA600
400MHz固体超伝導NMR JEOL，JNM-ECX400
全自動元素分析装置 Perkin Elmer，2400ⅡCHNS/O
二重収束型質量分析計（EI，CI， FAB） JEOL，JMS-700
ESI専用飛行時間型質量分析計（TOF-MS） JEOL，JMS-T100LC
MALDI-Spiral-TOF質量分析装置 JEOL，JMS-S3000
示差走査熱量計・示差熱熱重量同時測定装置
日立ハイテクサイエンス，DSC/TG-DTA 6200
複合型表面組成分析装置（XPS/AES） 島津，KRATOS AXIS-165
問い合わせ：奈良先端科学技術大学院大学

110

電界放射型走査電子顕微鏡（FE-SEM） JEOL，JMS-7400F / JED-2200
走査型プローブ顕微鏡（SPM） 日立ハイテクサイエンス，SPA400 / SPI-3800N
微細形状測定機 小坂研究所，ET200
分光エリプソメーター HORIBA JOBIN YVON，UVISEL ER AGMS-NSD
顕微レーザーラマン分光光度計 日本分光，NRS-4100-30
円二色性分散計（CD） 日本分光，J-725
フェムト秒，サブナノ秒パルスレーザー・蛍光寿命測定装置
Coherent，Mira / 宇翔，KEC-160 / 浜松ホトニクス，C4780
ダイナミック光散乱光度計 大塚電子，DLS-6000
電子スピン共鳴（ESR）装置 JEOL，JES-FA100

物質科学教育研究センター NAIST ナノテクノロジープラットフォーム事務局
E-mail: nano-net@ms.naist.jp Phone: 0743-72-6174
ホームページ http://mswebs.naist.jp/nanopla/

合成 PF-10 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

分子・物質合成プラットフォーム

大阪大学 ナノテクノロジー設備供用拠点
Nanotechnology Open Facilities
産業科学研究所

支援概要
大阪大学ナノテクノロジー設備供用拠点
分子・物質合成プラットフォームは、最先端のナノテクノロジー研究設備を産学官の利用者に対して、高度な技術支援とともに提供します。また、微細構造解析プ
ラットフォームや微細加工プラットフォーム
とも連携することで、産業／研究イノベー
ションの基盤技術となるナノマテリアル･薄膜物質の開発やナノ空間制御による新奇な超格子素材の創製、有機／酸化物ナノワイヤの合成・解析等の支援を行います。

イノベーション
地域連携
人材育成

ナノマテリアルの合成支援と評価支援とを併用して、プロトタイプナノデバイスの作成支援を行います。

支援プロセス
省・創エネルギー
ナノマテリアル合成

パルスレーザーMBE装置
有機薄膜形成装置
RFスパッタ装置

走査型電子顕微鏡
レーザーラマン顕微鏡
接触式膜厚計

イオン化ポテンシャル測定装置
走査型プローブ顕微鏡

二次イオン質量分析ナノデバ
イス加工装置反応性イオンエッチング装置

微細構造解析PF
微細加工PF

企業
大学
研究所

分子・物質合成PF

ナノテクノロジー
設備供用拠点アイデア
プロトタイプ
デバイス化支援
超高圧電子顕微鏡センター

共用設備
設備（設備群）名

物質合成(成膜)装置

人工超格子
薄膜形成システム（PLD)

二次イオン質量分析
ナノデバイス加工システム

有機薄膜形成装置

誘導結合型RFプラズマ
支援酸化物スパッタ装置

反応性イオン
エッチング装置

RFスパッタ装置

走査型電子顕微鏡

接触式膜厚計

高温熱処理装置（セラミックス電気管状炉）

レーザーラマン顕微鏡

デバイス
構造
形成(加工)
装置

物質(膜)
評価装置

デバイス
機能評価
装置

フーリエ変換
赤外分光光度計

薄膜X線回折装置

走査型プローブ顕微鏡

誠南工業株式会社

PLO-020R

誠南工業株式会社

VCH-020R

高周波プラズマスパッタリング薄膜形成装置

株式会社アルバック

MB02-5002

RFスパッタ装置

サンユー電子株式会社
SVC-700LRF

高温熱処理装置（セラミックス電気管状炉）

誠南工業株式会社

ARF-30K

反応性イオンエッチング装置

サムコ株式会社

RIE-10NR

二次イオン質量分析ナノデバイス加工システム

伯東株式会社

IBE-KDC75-EPD-OU-TA

走査型電子顕微鏡株式会社日立ハイテクノロジーズ
SU9000接触式膜厚計BURUKER

レーザーラマン顕微鏡

ナノフォトン株式会社 RAMAN-touch
シスメックス株式会社 NANO-ZS

位相変調型分光エリプソメーター

株式会社堀場製作所 UVISEL LT NIR-NNG

紫外可視分光光度計

日本分光株式会社

V-550

薄膜X線回折装置

株式会社リガク

UltimaⅣ

赤外・テラヘルツ時間分解分光装置

日邦プレシジョン株式会社
Pulse IRS 2000-os
6100FV型 MCT-600

フーリエ変換赤外分光光度計

日本分光株式会社

環境制御型走査型プローブ顕微鏡
システム

株式会社日立ハイテクサイエンス
Nanonavi II/SPA-300HV

走査型プローブ顕微鏡

株式会社日立ハイテクサイエンス
Nanonavi Real/E-sweep

イオン化ポテンシャル測定装置

イオン化ポテンシャル
測定装置

DektakXT

ナノ粒子解析装置
（ゼータ－サイザー）

イオン化エネルギー測定部

電流密度分布評価測定部

分光計器株式会社
BIP-KV202GD

分光計器株式会社
BIP-KV302K「新規酸化物電極／保護膜による強誘電体の劣化特性の改善」

成果事例

大阪府立大学大学院工学研究科 髙田瑶子、辻 徹、岡本尚樹、齊藤丈靖、近藤和夫、吉村 武、藤村紀文
大阪大学産業科学研究所
樋口宏二、北島 彰、大島明博

背景：低消費電力不揮発メモリーとして大きく期待されている強誘電体メモリ(FeRAM)は、
これまで強誘電体キャパシタ用の電極材料として、Pt、Irなどの貴金属類が多く用いられてきた。今後電極材料として安価・電気伝導性のほか、強誘電体に対して劣化保護能力のある材料が求められる。
目的：安価で熱処理、還元性雰囲気による強誘電体劣化抑制できる強誘電体キャパシタ
材料を開発する。
成膜：AZO上部電極、各種保護膜の成膜には人工超格子薄膜形成システム(PLD)を使用
した。

1.0

Pt or ITO or AZO

Polarization Ratio [-]位相変調型分光エリプソメーター

メーカー・型番

人工超格子薄膜形成システム(PLD)
有機薄膜形成装置

PLZT

0.8
0.6
Pt (120 nm)

0.4

AZO (100 nm)

0.2

ITO (115 nm)
0.0
0Pt(111)

20

30

40

50

異なる上部電極を有する強誘電体キャパシタの200℃3％水素雰囲気下での劣化試験結果（劣化試験前に対する残留分極値の比率）

Al2O3 or HfO2

異なる上部電極のPLZTキャパシタの残留分極値比劣化曲線

保護膜なし(○)と比較してAl2O3(△)、HfO2(□) 保護膜を
AZO上部電極上に被覆した強誘電体キャパシタは45分間の水素劣化試験後でも残留分極値比が改善した。

PLZT
Pt(111)
AZO上部電極を有する
強誘電体キャパシタ

上部電極をAZO(―)とした強誘電体キャパシタ
はPt(- - -)と比較して107
サイクル後で耐久劣化が小さかった。

Annealing Time [min]強誘電体キャパシタ

AZO

10上部電極がPt(■)と比較してAZO(●)、ITO(▲) とした強誘電体キャパシタは45分間の水素劣化試験後でも残留分極値比
は劣化が少なかった。

各種保護膜で成膜されたAZO上部電極を有する強誘電体
キャパシタの200℃3％水素雰囲気下での劣化試験結果（劣化試験前に対する残留分極値の比率）

結論：AZOを上部電極にもつPLZTキャパシタは107 サイクルでPtを上部電極にもつPLZTキャ
パシタより耐久劣化特性が改善された。
Al2O3でキャップされたAZOを上部電極にもつ
PLZTキャパシタは水素化による劣化防止に効果的であった。

利用案内

利用料金（平成26年度 成果公開事業）

利用形態（成果公開事業）
機器利用

利用者自らが機器を操作する支援（初心者への機器操作指導を含む）

技術補助

拠点スタッフが操作方法を補助・指導しながら利用者自らが機器を操作する支援技術代行

拠点スタッフが利用者に代わって機器を操作する支援

共同研究

拠点スタッフと利用者が研究を共同で実施

技術相談

拠点スタッフが技術的内容について相談

このほか、成果非公開で利用することもできます。
支援希望の方は課題申請前に利用相談（無料）をご利用ください。

利用者区分

大学・公的機関

民間企業

従量制

4,500 円/4h

6,000 円/4h

月極

27,000 円/月

36,000 円/月

年極270,000 円/年

360,000 円/年

従量制の場合、月極額を上限とする。
従量制、月極の場合、年極額を上限とする。
成果非公開事業区分での利用料金は管理運営員会で決定する。

お問い合わせ：ナノテクノロジー設備供用拠点 拠点事務室（北島）E-mail: kitajima@sanken.osaka-u.ac.jp，Phone: 06-6879-4309
ホームページ http://nanoplatform.osaka-u.ac.jp/syn/111

合成 PF-11 概要
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業

分子・物質合成プラットフォーム

最先端ナノテクノロジー研究施設等の共⽤化と⾼度技術⽀援

⽀援内容●産官学の研究者・技術者の要請に応じて、九州大学が所有する最先端施設・設備および解析技術を活用して、利用者の幅広いニーズに応えるきめの細かい支援を展開し、我が国のナノテクノロジーの発展を支えるための研究基盤構築を目的としています。また、プラットフォーム間の協⼒・相互補完により利用者に対して問題解決への最短アプローチを提供します。（登録装置34台 H26.1.現在）

分子・物質合成解析⽀援●ナノ分⼦材料及びそれらを用いたナノ分⼦
デバイス構築のための合成、構造・機能解析と評価に関して総合的な技術支援を⾏い、イ
ノベーションにつながる研究成果の創出を目
指します。

観る

創る

測る

解析・評価する

主な⽀援装置・利⽤事例■表面ナノ形状分析装置

P1p

N1s

405

400

140

395

★動的二次イオン質
量分析測定装置
・・・有機、無機、⾦属材料の膜厚⽅向
の組織解析

Pt4d

135

130

80

75

70

Binding Energy /eV

リン含有高分子積層前後のX線光電子分光スペクトル■分光測定装置★近赤外蛍光分光装置・・・励起波⻑500-850nm,蛍光9001600nm,近⾚外領域の蛍光分光特性評価、
カーボンナノチューブのカイラリティ測定が可能です
金属ナノロッド★3次元SEM画像測定解析システム
低加速電圧観察対応で、非導電性試料でも非蒸着で観察できます。また電⼦
ビームのエネルギーが低いため、試料最表面の微細な構造まで鮮明に観察で
きます。
1 μm
CNTのAFM写真★走査型プローブ顕微鏡システム
原⼦間⼒顕微鏡・⾛査型トンネル
顕微鏡 表面の微細構造・微細電⼦構造観察。

ポリジメチルシロキ
サン製モールドの３次元SEM写真

の吸収測定
800

1.2

750

Extinction★X線光電子分光分析装置
⾦属ナノ粒⼦の⾦属錯体の組成分析、⾃⼰組織化単分⼦膜の組成分析、高分⼦固体表面の元素分析

Excitation Wavelength (nm)

■表面物性分析装置

700
650

半導体ロッドの
近赤外蛍光

600
550

1000 1100 1200 1300
Emission Wavelength (nm)

0.8

0.4

0
400

30 μm

500

600

700

800

900

Wavelength / nm

1000

27.23

Ｘ線光電⼦分光分析装置

近⾚外蛍光分光装置

動的⼆次イオン質量分析装置★⾼速レーザーラマン顕微鏡★超⾼分解能走査型電子顕微鏡（⽇⽴ﾊｲﾃｸﾉﾛｼﾞｰｽﾞ社製SU9000）■ナノ物質合成・精製⽀援装置
１サイクル目

③ ④⑤
②
①

0

２サイクル目④③①②

50

３サイクル目⑤③④②①

４サイクル目

100
150
Retention Time / min

①

②

③

250

分取HPLCによるクロマトグラム★分取ＨＰＬＣシステム
分⼦をサイズでふるい分け。
グラムオーダーの分取が可能★分離⽤⼩型超遠⼼機
最高回転数100,000ｒｐｍ，
最大遠⼼加速度604,000xｇ

分取ＨＰＬＣシステム

It‘s New!! 固体表面、

生体中、ゲル中のラマン分
光およびマッピングの高速測定、近⾚外発光測定サブ
ミクロンスケールの成分分
布を鮮明に捉える、350nmの空間分解能。ライン照明とレーザービーム⾛査による超高速イメージング

固体表面における原⼦の分布を高分解能マッ
ッピング､SEM,ATEMの同視野測定､含水サ
ンプルの凍結測定

５サイクル目③

200

Raman-touch）

It‘s New!!

⑤②①（ナノフォトン■ナノ構造解析装置★単結晶⾼速Ｘ線構
造解析装置
大型４Ｋダイレクト
イメージングＣＣＤ
検出器搭載により、複雑な錯体等の有機化合物の構造を高感度、高精度で極めて短時間のうちに解析可能。

★超⾼速HPLC分離・分子構造分析システム★透過型電子顕微鏡シス
テム
ラテックス、エマルジョ
ン、ミセル、ゲル、ゾル、
タンパク、核酸、ウィル
ス、 多糖、リポソーム、
ベシクル、細胞無機高分
⼦、セラミックス、磁性体、⾦属 コロイドの形
態観察

白金を担持したカー
ボンナノチューブ・の透過型電子顕微鏡像It‘s New!! 超高速分離可能な最新HPLCに分光検出器、電気化学検出器、質量分析検出器、光散乱検出器をイ
ンライン連結し、合成分⼦の分離と構造完全決定を可能にするシステム

島津製作所NexeraX2 Bruker micrOTOF-QIII

分離用小型超遠⼼機■ナノバイオ測定装置★動的光乱射測定装置・・・粒径分布、ゼータポテンシャル、
分⼦量測定。
★マイクロカロリメトリー・・・試料の固定化や修飾をすることなく、溶液中という天然に近い条件のまま測定を⾏えます。
熱の発生または吸収はすべての化学反応に普遍的な現象である
ため、あらゆる分⼦の相互作用を測定することが可能です。

透過型電⼦顕微鏡システム
⽀援実績
単結晶高速Ｘ線構造解析装置

利⽤ガイド

⽀援実績

国内 海外

小分⼦・オリゴマー・ポリマーの分⼦構造、電⼦状態に関する分⼦計算

先端機器を使って構造解析したいまずはご相談下さい物性・機能の予測に関する情報探索
共同研究を⾏いたい

J-1500

期間：H24年7⽉〜Ｈ26年9⽉●装置利用・共同研究・技術代⾏を受け付けます。
利用申請書に必要事項を記⼊して九州大学「分⼦・物質合成プラットフォーム」
事務局までメール添付でお送り下さい。
利用料⾦、利用申請書（ダウンロード可）等は下記ホームページをご参照下さい。

分⼦計算化学に関する技術相談

ポリジメチルシロキサン製

大塚電⼦ DLS-8000DL
透過型電⼦顕微鏡システム
日本分光
H24年7⽉〜Ｈ26年9⽉までの利⽤件数118件 モールドの３次元SEM写真

利⽤実績総数

118件

口頭・ポス
ター発表

84

13

論文

5

31

特許

3

1

プレス発表

24

0

利⽤成果発表総数 161件

問い合わせ：九州大学「分子・物質合成プラットフォーム」（中嶋 直敏）
E-mail： nano_office@mail.cstm.kyushu-u.ac.jp
Phone： 092-802-2845
ホームページ http://nano.kyushu-u.ac.jp112Organizing Committee
Tetsuji Noda (Chair)
Hidetoshi Kotera
Hitoshi Saito
Daisuke Fujita
Toshihiko Yokoyama

National Institute for Materials Science
Kyoto University
Japan Science and Technology Agency
National Institute for Materials Science
National Institutes of Natural Sciences

Program Committee
Tetsuji Noda (Chair)
Yasuo Koide
Takayoshi Tanji
Naotoshi Nakashima
Kazuo Furuya
Yoshinobu Baba
Yasuhiro Horiike
Yoshinori Katayama
Hiroaki Misawa

National Institute for Materials Science
National Institute for Materials Science
Nagoya University
Kyushu University
National Institute for Materials Science
Nagoya University
National Institute for Materials Science
Japan Atomic Energy Agency
Hokkaido University

Cooperating Organizations
IEEE Tokyo Section,
The Japan Society of Applied Physics,
The Society of Polymer Science, Japan,
The Institute of Electrical Engineers of Japan,
The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers,
Society of Nano Science and Technology,
Nanotechnology Business Creation Initiative,
The Materials Research Society of JapanThe Chemical Society of Japan,
The Japan Institute of Metals,
The Japanese Society of Microscopy,
The Japanese Society for Regenerative Medicine,
The Society of Materials Science, Japan,
Japanese Society for Artificial Organs,
Japanese Society for Medical and Biological Engineering,
The Ceramic Society of Japan,
The Japan Society of Drug Delivery System,
Japanese Society for Biomaterials,
The Surface Science Society of Japan,
The Physical Society of Japan113

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第 13 回ナノテクノロジー総合シンポジウム
JAPAN NANO 2015
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2015年（平成27年）１月
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