化合物半導体－結晶成長からデバイスまで－
結晶材料工学専攻（ナノ構造デバイス工学講座・ナノ材料デバイス工学研究グループ）

マテリアル理工学専攻材料工学分野（情報電子材料工学講座・半導体材料デバイス研究グループ）

シンクロトロン光研究センター

竹田美和
平成24年2月28日

最終講義

約２０年ごとに東へ東へ

2012年

後の２０年は京都で1991年名古屋

1966年京都

1948年山口？年
2012年

残り？年は京都で1991年名古屋

1966年京都

1948年山口

2012年

学生時代（電子工学）の研究～Ｄ３（1977.3）

1991年名古屋

1966年京都

1948年山口

卒研（林研）：Ｘ線画像の読み取り装置・回路の開発→回路設計を身につける
修士（田中研）：GaAsのHot electron効果の測定→電子物性屋さん仲間と出会う（阪大に多し）博士（高木研）：InGaAsのLPE成長とデバイス応用→材料屋さん、デバイス屋さん仲間と出会う（全国、世界）2012年

学生時代（電子工学）の研究～Ｄ３（1977.3）

1991年名古屋

1966年京都

博士：InGaAsのLPE成長とデバイス応用
1948年山口○ InGaAsが最初のヒット
1975年（極めて早い）から、液相エピタキシャル成長によりIn0.53Ga0.47As/InPの成長に成功。
電気的特性、光学的特性を明らかに、それを利用した様々なデバイス応用を示した。
が、早すぎて忘れられる。

2012年

助手（佐々木研）～助教授時代（電子工学）の研究

1966年京都

1948年山口

1991年名古屋

高品質結晶の成長技術が確立できれば、基本特性の評価、各種デバイスへの応用、・ｐ型ドーピングとｐｎ接合の形成（光通信用半導体レーザー→NTT）、・APDの作製と利得の測定（→富士通）、・トランジスタ（→三菱電機等）、・可視領域～1.7mmの超広帯域光電子増倍管（→浜松フォトニクス）

すべて1985年までの10年間に達成“GaInAsP Alloy Semiconductors”(Ed. T.P. Pearsall, John-Wiley, 1982)の１章を成す。

2012年

助手（佐々木研）～
助教授時代（電子工学）の研究

1991年名古屋

1966年京都

1948年山口

1986年度に特定領域研究「混晶エレクトロニクス」（研究代表者：佐々木昭夫先生）が始まる（～1989年度）
幹事として実に多くの材料～デバイスの研究者と出会う。

MBEとMOVPEを始める。
放射光（PF）による半導体の構造評価を始める（1984年）（電総研との共同研究）

電子工学のデバイス屋にも新しい材料作りから始める人が居る。

デバイス特性
デバイス作り特性評価
モノ作り

モノ作りの装置作り

電子工学ではこれ以上が成果
外から見ると材料屋2012年

助手（佐々木研）～助教授時代（電子工学）の研究

1991年名古屋

1966年京都

４５歳までには独り立ちすると決め４０歳の時からポスト探しを初める。（→以来、40歳になった助教授にはポスト探しを強く進めて来た）
1948年山口「特定領域研究」の班長の先生に相談するも、全員から引き留められる。
しかし決意は揺るがず、名古屋大学の材料系教室の新設講座に応募。（当時は７大学の工学部の公募は聞いたことがなく、「本気度」を調べるのに時間が懸かる。〆切り日の５時に持ち込んだ） →後で聞いたところ材料事務の全員が覚えていた2012年

1991年4月：名古屋大学

1966年京都

1948年山口

嫁入り道具は「試験研究」で買っていたMOVPE成長装置１台。
用意された研究室は・教授室：５号館の名誉教授室
・研究室１：５号館の事務室倉庫
・研究室２：１号館の物置
最初の仕事は、先に配属されていたＭ１の学生と掃除。
最初の購入物品は、掃除道具。

2012年

1991年4月：名古屋大学

1966年京都

1993年12月に９号館にクリーンルーム付きの新研究室完成。
1994年2月引っ越し。

1948年山口
1993年10月末（５号館屋上より）

自由に設計させて頂き、自由に使わせて頂いた。

院生・助教
居室

B4・研究生居室

クリーン・ルーム

化
学処
理室
前室

教
授室

秘書室 雑
誌
ミーティ 架ング・ 准教授室コーナー
４階「新設講座」を獲得され、特別設備の概算要求を獲得された当時の先生方（特に、堂山先生、沖先生、山内先生、浅井先生）には深く感謝。

クリーン・ルーム

前室

測定機器

クリーンルーム

６階

化学
処
理室

クリーン・ルーム

前室

５階

担当講義
学部
１年：理系教養科目
２年：電磁気学A、量子力学A
３年：半導体材料学、知能材料学（→光機能材料学）
電子材料学、薄膜・結晶成長論

大学院
M1：半導体材料学特論
知能材料学特論

半導体ナノ材料学特論
ナノデバイス工学特論

・高度総合工学創造実験・ベンチャービジネス特論Ⅰ・最先端理工学特論

学生実験
２年：材料工学実験基礎「半導体の電気特性」
３年：材料工学実験第１「半導体の光学的特性とエネルギー構造の測定」
材料工学実験第２「研究室の成果を基に構成」

担当講義
学部
１年：理系教養科目
２年：電磁気学A、量子力学A
３年：半導体材料学、知能材料学（→光機能材料学）
電子材料学、薄膜・結晶成長論「応用物性」オーム社
平成3年発刊

大学院
M1：半導体材料学特論
知能材料学特論
・高度総合工学創造実験・ベンチャービジネス特論Ⅰ・最先端理工学特論

半導体ナノ材料学特論
ナノデバイス工学特論学生実験
２年：材料工学実験基礎「半導体の電気特性」
３年：材料工学実験第１「半導体の光学的特性とエネルギー構造の測定」
材料工学実験第２「研究室の成果を基に構成」
紹介記事

試料の抵抗：1013Ω 以上可磁
場：直流、交流材料系学科における半導体の実験－見えないものを信じてもらう－
Crystal Letters,
No. 11, pp.
17-20 (1999).

卒業・修了生
平成４年３月～平成２４年３月
学部（修士課程進学を含む）：
１３７名
修士課程（博士課程進学を含む）： １０７名
博士課程：
１０名
毎年の在籍者を累計すると２５２名

学部（他大学・他専攻への進学を含む）：
３７名
修士課程（他大学・他専攻への進学を含む）： １００名
課程博士：
８名
論文博士：
４名
研究室を経由して行った学生・院生・社会人

１４９名

博士論文副査：３７名

卒業・修了生の進路
平成３年～８年度

平成９年～１３年度

その他
他大学
電機・電子

その他

車

他大学

金属・鉄鋼

電機・電子

後期進学

公務員
後期進学他大学
その他

金属・鉄鋼

金属・鉄

公務員

公務員

車

後期進学

電機・電子

他大学

その他

電機・電子

他大学・他専攻
電機・電子

その他

平成１９年～２３年度

平成１４年～１８年度

公務員

車

化学その他
セラミックス
物産

車

後期進学

電機・電

後期進学

その他

電機・電子車

車

金属・鉄鋼

金属・鉄鋼

公務員

他大学・他専攻

電機・電子

公務員

後期進学

後期進学

他大学

他大学・他専

その他

後期進学

車
公務員
金属・鉄鋼

その他

車

研究成果について○論文、学会講演等での発表はあたりまえ（義務）
税金で好きな研究をさせてもらっている→解説論文や著書執筆依頼、受賞などで初めて他人に評価されたと言える。

１．InGaAsの成長と評価およびデバイスへの応用
・In0.53Ga0.47AsがGaAsの電子移動度と電子ドリフト速度を超えることを実証。

→"Electron mobility and energy gap of In0.53Ga0.47As on InP substrate"
Y. Takeda, A. Sasaki, Y. Imamura, and T. Takagi
J. Appl. Phys., Vol. 47, pp. 5405-5408 (1976)→最初の英文の論文。

・電子遷移効果によるマイクロ波の発振の観測（1980年）
・精度の高い電子輸送特性の理論計算（1979年～1985年）
・p型ドーピングとｐｎ接合の形成（1980年）
・APDの作製と利得の測定（1980年）
・トランジスタとフォトトランジスタの作製と特性測定（1984年）
・可視～1.7mmの超広帯域ショットキーダイオードの作製と測定（1984年）（および、これによる光電子増倍の提案：その後浜松フォトニクスにより商品化）

すべて1985年までの10年間に達成。
これらの初期の成果は”GaInAsP Alloy Semiconductors” (Ed. T.P. Pearsall, John-Wiley, 1982)の１章となる。

２．放射光による希薄元素／超薄膜半導体の構造と物性の解明
・1984年ごろからPhoton Factoryの利用が可能→いち早く「デバイス品質」のIn0.53Ga0.47Asにおける原子配列に基く物性の構築→1986年には薄膜に対するEXAFS測定法（蛍光収量法。非破壊）を確立→蛍光収量法が、超薄膜や不純物レベルの濃度に対して有効であること

・現在では、PFやSPring-8で、ミクロな構造解析の標準的な手法となっている。
また、これらの成果の一部は・ 「広域Ｘ線吸収微細構造解析法」超精密生産技術大系 第３巻、(フジ・テクノシステム、東京、1995)
・「不純物ＸＡFS＝半導体中の不純物局所構造で決まる発光特性＝」、放射光 (1999)
・”InP and Related Compounds-Materials, Applications and Devices-” (Ed. M.O. Manasreh,Gordon and Breach, 2000)

３-1．X線CTR散乱法による埋もれたヘテロ界面構造の解明
・ヘテロ構造を正しく測定する手法として、Ｘ線ＣＴＲ散乱法に到達した。
結晶成長屋として、構造を決めずに物理の議論をしたくなかったからである。
・「埋もれた」界面まで届く筈との予測は、最初に行った実験で直ちに証明された（1995年）。
・更に、多層のヘテロ構造そのものも明らかにできる筈と考えてInP/InGaAs/InP系に適用し、これも直ちに証明された。
・自ら作る研究室では、自在に変えられる様々な成長条件とヘテロ構造の関係を明らかにでき、１原子の成長過程まで解析が及ぶ。
・適応できる材料は、結晶性であれば何でもよく、例えば、未来開拓推進事業では、コアーメンバーとしてサファイア基板上の低温緩衝層からヘテロ構造まで全プロセスを追及してきた。

この研究の初期の成果は・”Advances in the Understanding of Crystal Growth Mechanisms”(Ed. T. Nishinaga et al., North-Holland, 1997)の１章。

総合的な報告として、
・「半導体ヘテロ接合の基礎」応用物理学会誌の基礎講座（1998）
・「ヘテロエピタキシャル成長とヘテロ構造－でき上がった構造をナノスケールで見る」
応用物理学会誌（2002）
・「ヘテロエピタキシャル成長と格子整合」エピタキシャル成長のメカニズム（共立出版、2002).
・”InP and Related Compounds-Materials, Applications and Devices” (Ed. M.O. Manasreh, Gordon and Breach,2000)に60頁に渉って記述。
・「Ｘ線反射率法の拡張(2)ブラッグ点回りのＸ線反 射率法」Ｘ線反射率法入門（2007)→日本結晶成長学会論文賞（2000）

３-2．X線CTR散乱法とＸＳＴＭ
応物・中村研との共同研究
・Ｘ線ＣＴＲ散乱法による平均組成と１原子レベルのXSTMとの対比

・「半導体ヘテロ構造界面の断面STMによる評価」中村新男
日本結晶成長学会誌（2007）

４-1．歪み超格子による超高輝度・高スピン偏極度電子源の開発
・ヒッグス粒子や超対称性粒子の発見を目指したILC(International Linear Collider, テラeVの加速器)→スピン偏極電子源
・スピン偏極電子源は、理学研究科の中西グループが展開していたが、その基となるのは半導体薄膜多層構造。
・超薄膜の成長を行って来た我々に取って、さして困難なものではなく、作製した電子源は、たちまち世界記録（偏極度と量子効率）を塗り替えた（2000年）。
・現在も記録維持。
・励起光が基板を透過する構造で、従来より４桁高い輝度を達成。

→APEXのVol. 1（2008）に掲載→2008年春の応用物理学会におけるプレス発表５件4500件の内)のひとつに選ばれた。

→応用物理学会論文賞（2009）
招待講演等
真空連合講演大会（2012.11、神戸）基調講演、 ICSFS-16（2012.7、ジェノバ、イタリア）、Asia-Pacific Microscopy Conference (APMC) (2012.2、Perth Australia)、OECU-W（2012.1、大阪）、日本真空協会関西支部総会 特別講演（2012.1、大阪）、日本表面科学会講演大会（2011.12、東京）シンポジウムでの講演、ECOSS(2011.9、Wroclaw Poland)、International
Brand-Richie Workshop (2011.4、Matsue Japan)、学振第158委員会シンポジウム（2011.3、京都、依頼講演）、International Microscopy Congress (IMC) (2010.9、Rio de JaneiroBrazil)、International Workshop on Inelastic Ion Surface Collision (2010.9、Tennessee、USA)、HRDP-6（2009.11、京都、招待講演）、学振第139委員会（2010.2、東京、依頼講演）、応用物理学会（2009.9、富山大学、論文賞受賞記念講演、PSI-2009（2009.2、プリ、インド、招待講演）、APMC-9（2008.11、済州島、韓国、招待講演）、学振第158委員会（2008.4、東京、依頼講演）、MRS-Spring Meeting （2008.3、サンフランシスコ、招待講演）、ACSIN-9（2007.11、東京、招待講演）、ALC-07（2007.10、金沢、基調講演）、ICXOM-19 (2007.9、京都、基調講演)、IISC-16（2006.9、ヘルンスタイン、オーストリア、招待講演）、CPO-7（2006.7、ケンブリッ ジ、招待講演）

４-2．歪み超格子による超高輝度・高スピン偏極度電子源の開発
この電子源は、多くの応用可能性を持っており、
SPLEEM（スピン偏極LEEM）(中西研、大阪電通大・越川研との共同研究)
パルス電子顕微鏡（エコトピア・田中研との共同研究）、ERL（Energy Recovery Linac, 次世代放射光用加速器）（KEKとの共同研究）用電子銃などへの展開。

特に、JSTのプロジェクトで推進したSPLEEMはプロジェクト終了直後に山﨑貞一賞を受賞。
Photocathodeは、Max-Plank、Berkeley、Hong Kong大、Monash大、上海交通大が購入の要望

５．FeAs系超伝導薄膜
応物・生田研との共同研究
As系半導体と希土類元素を含むMBE成長の経験＋高温超伝導の経験

・2008年JSTのプロジェクトとして研究開始
・2009年にはNdFeAs(O,F)のMBE成長膜で超伝導を達成（世界初）→未踏科学技術協会 超伝導科学技術賞受賞を受賞（2011）（私としては研究を始めて３年たらずの最短の受賞）
３、４、５のテーマいずれも異分野の共同研究が効果的に展開（出口志向のモノ作り屋が重要）

６．超広帯域近赤外光源
１μｍ帯の広帯域（＞１００ｎｍ）光源→人体、生体を透過・分散量子ドット・ガラス蛍光体
で実現→逆転の発想が効を奏す
異分野間の共同研究が急速に展開

画像処理

透過観察系（前立腺）肥大結節

癌・医学系研究科
近赤外光源の透過像
造影MRI T1強調
・名大病院
・環境医学研究所
・がんセンター・計測機器メーカー
尿道・警備関係
・愛知県重点プロジェクト「食の安全・安心」「超早期診断」いずれものメンバー

名古屋大学に残せたもの○まず第一に学部（他大学・他専攻への進学を含む）：
３７名
修士課程（他大学・他専攻への進学を含む）：１００名
博士課程：
８名
論文博士：
４名の学生・院生・社会人諸君○講義、学生実験を通じて半導体の知識（を得た学生）○ベンチャービジネスラボラトリーの新設講義と実験○産学官連携推進本部○赤﨑記念研究館○シンクロトロン光研究センターと中部シンクロトロン光利用施設

○産学官連携推進本部

名大産学官連携推進本部HPより

（2005年5月）

（2006年4月）

○赤﨑記念研究館

赤﨑記念研究館モデル図（平成１８年８月竣工予定）

赤﨑記念研究センター

赤﨑記念研究センター（特許料収入に基づきH13年設立）

赤﨑特別教授室

物理系 Incubation Factory

化学系 Incubation Factory（先端融合領域イノベーションプロジェクト入居予定）

窒化物 Incubation Factory（名古屋大学と豊田合成の共同開発プロジェクト入居予定）

産学官連携推進本部、社会連携課等（産学官連携機能の集中配置）

装置開発 Factory（高度精密加工装置・技術グループ入居）

赤﨑記念研究館・各階配置案

ロビー

会議室

会議室

展示室

費用概算３

赤﨑記念研究館

展示部費用概算
2006年6月

１．建築費（記念館全体における展示部の費用）

31,654,000円

２．展示部 企画・設計・工事費（スライド５頁）

31,500,000円

３．豊田合成製展示品及び取付工事費（スライド４頁）

80,000,000円

計143,154,000円

ＪＳＴ～５，０００万円

○シンクロトロン光研究センターと中部シンクロトロン光利用施設

名大シンクロトロン光研究センターHPより

名大シンクロトロン光研究センターHPより

2012年1月末

名大シンクロトロン光研究セン
ターHPより55

名大シンクロトロン光研究センターHPより

名古屋大学シンクロトロン光研究センター（準備室） （H19年4月1日から） （H20年4月1日から） （H21年4月1日から）
工・材料の席【H9年研究室開設】

光源部門（H22年4月1日から）（23年4月1日から）

H21年2月1日昇任

准教授：１

准教授：１

准教授：１

教 授：１

准教授：１

准教授：１

准教授：１

准教授：１

教 授：１

教 授：高嶋圭史

教 授：高嶋圭史

准教授：１

特任准教授：保坂将人

特任准教授：保坂将人

特任講師:西谷智博（10/1より）特任講師:西谷智博（10/1より）

全学的運用定員

工・欠員流用：H18年11月1日着任

地域イノベーション

総長管理定員（ⅠA）
工・Ⅱ系共通席： H19年11月1日着
任助教：１

助教：１

助教：１

助教：１

技術職員：１

技術職員：１

技術職員：２【公募】

工・欠員流用

副センター長

H19年6月1日着任助教：山本尚人

技術職員：森本、真野

技術職員：、森本、真野

特任助教:１

特任助教：１

教授：１

教授：渡邊信久

教授：渡邊信久

全学的運用定員

教授：１

教授：１

教授：１
工・材料の席：H21年4月1日着任

総長管理定員（ⅠA）

准教授：１

准教授：１

准教授：伊藤孝寛

准教授：伊藤孝寛

地域イノベーション

ビームライン
部
門

特任教授：岡田育夫（10/1より）特任教授：岡田育夫

特任准教授：桜井郁也

特任准教授：桜井郁也

年俸制【総長裁量経費】（H21･4－23 ･3）

特任准教授：１

特任准教授：１【公募】

年俸制【総長裁量経費】（H21･4－ 23 ･3）

特任助教：１

特任助教：１

特任助教：１

特任助教：１

非常勤研究員：１

研究員：河村高志研究員：河村高志

技術職員：1

技術職員：岡本+２

技術職員：岡本＋２

特任教授：１

特任教授：田渕雅夫

年俸制【総長裁量経費】（H21･4－ 23 ･3） ）

::

兼
務

H23年4月1日より

H19年4月1日発足

教授：１

助教：山本尚人
全学の席：8月1日着任

工の席H19年7月1日着任 技術職員：１

セン
ター長（24年4月1日から）【兼務継続】

兼務

非常勤研究員：１
工の席21年4月1日着任

技術職員：１

総長管理定員（ⅠA）

計
測・分
析
部
門事
務室

産学官連携自立促進プログラ
ム（文科省予算）

連携推進本部（文科省予算H19年11月）
産学連携コーディネータ：１

産学連携コーディネータ：１

H19年6月1日

H20年6月1日

非常勤

財務担当

産学連携コーディネータ：１

コーディネータ：１

財務担当
非常勤

財務担当

【公募】

准教授：１

准教授：杉本泰伸

特任助教：１

特任助教：朝倉博行

コーディネータ：野崎彰子

コーディネータ：野崎彰子

日比正幸

日比正幸

山田香苗

遠田義信

非常勤（財団へ）

非常勤

非常勤
総務担当

山田香苗
遠田義信

施設供用開始（24年度中）

名古屋大学シンクロトロン光研究センター
前史
平成元年度：第１回小型放射光施設に関する研究会（と類推される）
平成３年度：大学の大型実験施設として放射光施設に関する早川学長への原田仁平先生の提案
平成６年度：大学院重点化に伴い、結晶材料工学専攻の２講座増設提案→材料系の講座１を設置することに結材および関連専攻で合意（材料より助手席２を拠出）
NSSR設置促進協議会を学内に設置（代表世話人：水谷宇一郎先生、竹田の２名世話人）、超小型放射光施設の概算要求提出
平成７年度：この講座に放射光装置の研究者を置くことに合意（６月）（概算要求の事前説明における文科省の指示による：架谷研究科長、後藤評議員、山内評議員）

材料教室教授会で小早川先生の推薦を決定（８月）
平成９年度：小早川先生着任（名古屋第大学の本気度を放射光コミニュティが認知）平成10年度：高嶋助手着任
平成16年度：結材の講座を材料が引き取る
法人化。平野総長の「名古屋大学運営の基本施設」に「光科学ナノファクトリー」を明記。
平成18年度：高嶋助教授昇任。加藤教授（分子研から併任）（H19年4月1日から） （H20年4月1日から） （H21年4月1日から）（H22年4月1日から）（23年4月1日から）

H21年2月1日昇任
准教授：１

准教授：１

准教授：１

教 授：１

准教授：１

准教授：１

准教授：１

准教授：１

【兼務継続】

教 授：１

教 授：高嶋圭史

准教授：１

特任准教授：保坂将人

全学的運用定員

工・欠員流用：H18年11月1日着任

地域イノベーション

特任講師:西谷智博（10/1より）
総長管理定員（ⅠA）

工・Ⅱ系共通席： H19年11月1日着
任

助教：１

工の席H19年7月1日着任 技術職員：１

助教：１

助教：１

助教：山本尚人

助教：１
全学の席：8月1日着任

技術職員：１

技術職員：１

技術職員：森本、真野

技術職員：２【公募】

工・欠員流用
教授：１

H19年6月1日着任

教授：１

特任助教:１

全学的運用定員

教授：１

教授：１

教授：１

教授：渡邊信久

BL発注(JST)
建屋発注
光源発注(12/25)

ビーム入射

59

整備予定のビームライン(配置概念図)
真空紫外線分光
光電子分光
X線回折
小角散乱

事務室

給湯室
HWC
WWC
MWC

利用者準備室軟X線XAFS

共用実験室

硬X線XAFS

EV
階段
エントランス
ホール

蛍光X線
X線反射率
実験ホール

60

整備予定のビームライン(配置概念図)
真空紫外線分光
光電子分光
X線回折
小角散乱

事務室

給湯室
HWC
WWC

創薬

MWC
利用者準備室軟X線XAFS
マイクロ加工（硬X線）

共用実験室

硬X線XAFS

EV
階段
エントランス
ホール

蛍光X線
X線反射率
実験ホール

ナノ加工（軟X線）
イメージング61

創薬ビームライン
創薬ターゲットのタンパク質だけでなく，薬理活性物質の構造解析およびそれらの複合体の構造解析も可能なビームライン
シンクロトロン光利用研究

創薬ターゲットの構造解析創薬ターゲットと薬理活性物質の複合体の構造解析

医学・理学・農学研究科の大学院教育疾患メカニズムを分子レベルで理解する実地教育
薬物の作用や副作用の分子メカニズム的理解を深める実地教育

薬理活性物質の構造解析

高度な医学・理学・農学教育・研究を可能とする．
(計画検討中の地域連携創薬科学研究科の基本ツール)

新しい戦略的な化合物開発を担う人材の育成
62ナノ・マイクロプロセスビームライン
硬Ｘ線・軟Ｘ線を利用する三次元ナノ・マイクロ加工を可能とするビームライン

シンクロトロン光利用研究

理学・工学研究科の大学院教育

新規ナノ加工法の開発研究
ナノ加工を理解する実地教育
先端ナノ加工法を新規デバイ
ス開発に応用する実地教育
ナノ・バイオデバイスの開発研究

ナノ加工技術をバイオデバイス開発と融合する実地教育

ナノバイオ，ナノ化学と組み合わせた，新規3次元集積化マイクロデバイスの展開で新たな生産技術，計測技術の創成
次世代ナノ・マイクロデバイス開発を担う人材の育成

63イメージングビームライン
生体・有機・無機構造体の非破壊３次元イメージングによる極小ガン・病
理解剖・デバイスナノ構造の観察・解析を可能とするビームライン（可視・赤外、軟Ｘ線、硬Ｘ線いずれもイメージングが可能である）

シンクロトロン光利用研究

染色した切片透過イメージング、屈折イメージング、明視野（暗視野）イメージングなど対象に合わせたイメージングが可能

屈折イメージング

0.1mmのガン組
織

医学系・理学・農学・工学研
究科の大学院教育

アルミ合金中のマイクロクラック（屈折イメージング）

極めて広い連携に基づく新分野の開拓と実地教育

生体から半導体デバイスまでナノ構造の観察と解析とそれに基づく新診断法・新規デバイスの開発研究
実構造に基づいて新しい医療、新規デバイス開発を論理的に行う人材の育成

ナノ構造デバイス工学講座
ナノ材料デバイス工学研究グループ[ 竹田研究室 ]2010年の説明会
材料系をベースとしてエレクトロニクスを専門とする研究室。全国的にもユニークな存在。

「結晶成長・融合材料」
・半導体ナノ構造から大型結晶の成長・半導体と半導体以外（半金属や生体材料など）の材料の融合「ナノ構造計測」
・ナノ構造を原子の尺度で評価し、その構造により発現される現象と効果を測定・解明する研究

半導体を中心として新しい物性と機能を実現し、デバイスを作るための研究です。

テーマ「自ら作り自ら測定」をモットーに以下の研究を進めています。
○○○○

分散量子ドット・蛍光体による超広帯域発光・受光デバイスの作製→高性能の医療診断装置へ応用
蛍光ＥＸＡＦＳ法によるミクロ構造の解明→周辺局所構造を見る→高効率デバイス作製への応用
Ｘ線ＣＴＲ散乱法による半導体へテロ構造の解明→層状構造を原子レベルで見る→デバイ新しいス機能の実現
半導体ヘテロ構造を用いた電子源の開発→次世代の電子源○ 溶液成長による高品質ＳｉＣバルク結晶の成長→次世代半導体の基板○

生体膜／半導体ハイブリッド材料の作製→生体機能を半導体で制御○タンパク質を用いた量子ドットの作製→次世代量子デバイスへの応用

半導体ナノ構造の結晶成長
自ら作り自ら測定！

偏極電子ビーム

MOVPE装置実現を目指します

研究してます偏極度・輝度の世界記録を連続更新
中!

・線形加速器新素粒子の発見、宇宙創成の謎に迫る！

障壁層
井戸層
基板

円偏光・広帯域発光素子
先端医療用断層撮影
装置光源への応用

偏極電子源

超広帯域発光を実現→デバイス化
500 nm

PL装置

量子ドット

http://www.s-graphics.co.jp/nanoelectronics/kaitai/laser/5.htm
GLC Project Report (2003)
J. G. Fujimoto, Nature Biotechnology 21, 1361 - 1367 (2003)

次世代半導体・融合材料の創成
新しい赤外光源の作製
簡単な構造で、これまでに無い赤外ＬＥＤを作る！！

ガラス蛍光体作製の様子

写真撮影の様子

人間の指が透けて見える

Ｘ線を駆使したナノ構造計測
CTR
界面の原子分布を定量的に解析する唯一の手法

放射光施設(KEK-PF)

XAFS

結晶成長のメカニズムの解明
デバイス特性の向上

吸収係数

極限の希薄系の構造解析

入射X線(keV)

Ｘ線測定装置と結晶成長装置を組み合わせた
全く新しい装置の開発
名大施設管理部HPより

世界唯一の装置を設計・製作

赤崎記念研究館３Ｆ

装置の外観

真のヘテロ界面形成機構を明らかに！！

次世代半導体・融合材料の創成
SiCバルク単結晶1800℃！

省エネルギーなデバイスの作製が可能に！

発電所から電気自動車、電化製品まで、様々なもので、電力を有効利用！
（普及すると、年にタンカー7杯分の石油節約、1000万トンのCO2削減）

半導体ー生体膜 デバイスの提案

生体膜の相分離構造を制御

１ｍｍ３→１ｃｍ３→１ｍ３へ
局所的な光照射ドメイン密集20 mm

生体と半導体の融合デバ
イス→総長顕彰受賞
昨年

蛍光顕微鏡
現在

研究活動・行事
国際会議参加は日常茶飯事
今まで学生が国際会議で行った国（複数回、複数人）

日本で開催の国際会議は年数回で常連。

詳細は、ホームページ
http://mercury.numse.nagoya-u.ac.jp/f6/ を覗いて下さい。
名古屋大学のホームページ
http://www.nagoya-u.ac.jp/からも入れます。

工学部9号館
西館4階

研究室メンバー・場所
メンバー(2010年4月)
教授： 竹田美和
准教授：宇治原徹
准教授：田渕雅夫（兼任・ＶＢＬ）
助教： 渕 真悟

竹田研へのアクセス
至農学部

北部生協ドクター：2名

工学部5号館

マスター：17名

研究室の氏神様で裏庭の千代保稲荷

京大M2 昭和49年1月（1974年） 田中研

京大D2 昭和50年11月（1975年） 高木研

京大助手 昭和55年3月（1980年） 佐々木研

昭和55年9月アメリカ（1980年）

京大助教授 平成3年1月（1991年）
恒例の新年会（卒業記念に変わるも現在まで続く）

材料機能工学科応募時の添付写真
平成2年2月末日（１９９８年）

教室リクリエーション
1991年9月

（お姉さま二人に拉致される）

教室リクリエーション
1991年9月

Stillman先生

平成3年度（1991年度）9月
シアトル（GaAs Symp）

平成6年度（1994年度）
９号館に引っ越し後、落ち着いたころ

平成10年度（1998年度）

研究室創設十周年記念祝賀会
平成13年（2001年）11月20日（ルブラ王山）

講演会参加者、懇親会参加者とも記録更新
実行委員長

第19回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
平成18年1月7~9日（名大）平成23年4月（鏡ヶ池） 2011年

謝辞
平成３年着任以来お世話になりました

研究科長

総長

松尾 稔 先生
藤本哲夫 先生
架谷昌信 先生
稲垣善康 先生
後藤俊夫 先生
平野眞一 先生
澤木宣彦 先生
小野木克明先生
鈴置保男 先生
事務部長初め、研究科事務の方々

松尾 稔 先生
平野眞一 先生
濱口道成 先生
理事、副総長
事務局長初め本部事務の方々
産学官連携推進本部の先生方、社会連携課の方々

○材料系教室の先生方、技術職員、事務の方々○結晶材料工学専攻の先生方、事務の方々と主専攻の・応用物理学専攻
特に、原田仁平先生、水谷宇一郎先生、中村新男先生

・量子エネルギー工学専攻の先生方、事務の方々○ベンチャービジネスラボラトリーの先生方、事務の方々○シンクロトロン光研究センターの先生方、技術職員、コーディネータ、事務の方々

○京都大学工学部電気工学教室・林研の先生方、皆さま○
同電子工学教室・田中研の先生方、皆さま○
同電子工学教室・高木研の先生方、皆さま○同電気工学教室・佐々木研の先生方、皆さま○応用物理学会、応用物理学会結晶工学分科会の皆さま○電子情報通信学会・電子デバイス研究専門委員会および電子部品・材料研究専門委員会の皆さま○日本結晶成長学会の皆さま
GaAs Symp.、 InP Conf.、ICCG、ICVGEの皆さま○全国、世界各地の研究仲間の皆さま

研究室のメンバーであった
田渕雅夫 先生
藤原康文 先生
野々垣陽一先生
大渕博宣 先生
宇治原徹 先生
渕 真悟 先生
金 秀光 先生

奥藤 素子 さん
唐井 宏江 さん
手嶋利佳子さん林 直子 さん
仲村千春 さん
細川路代 さん
伊藤菜奈子さん大山 華 さん
川瀬晶子 さん
山田香苗 さん畦上洋子 さん
角田恵美子さん越野裕子 さん
大橋妙子 さん