研究報告 2018 (KISTEC Annual Research Report,2018)【抄録】････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 61■広帯域シールド特性を持つ金属と磁性材料を用いた積層型シールド材■Development of IoT Testbed Using OPC UA and Database on Cloud■A Case Study of Data Acquisition from Field Devices using OPC UA and MQTT
■Effect of microstructures on electrical conduction properties of -FeSi2 epitaxial films■Preparation of (111) preferred-oriented Mg2Si thin films on (001)Al2O3 and (100)CaF2 substrates and theirthermoelectric properties■Enhancement of photoluminescence from iron disilicide on Si(111) substrates with Au layers by controlling
microstructures■Synthesis and Photocatalytic Properties of Iron Disilicide/SiC Composite Powder■ In-plane orientation and composition dependences of crystal structure and electrical properties of{100}-oriented Pb(Zr, Ti)O3 films grown on (100) Si substrates by metal organic chemical vapor deposition■『多様な材料開発を支える試験・計測・解析評価技術－神奈川県立産業技術総合研究所 KISTEC』
連載第 11 回 光触媒性能評価

【抄録】■広帯域シールド特性を持つ金属と磁性材料を用いた積層型シールド材■A Case Study of Data Acquisition from Field Devices using
OPC UA and MQTT青山学院大学理工学部
電子技術部 電磁環境グループ
青山学院大学理工学部
電子技術部 電磁環境グループ
青山学院大学理工学部

情報・生産技術部

坂本 大
土屋明久
須賀良介
菅間秀晃
橋本 修システム技術グループ

水矢 亨
奥田 誠
長尾達明

掲載誌：Proceedings of the SICE Annual Conference 2017,
pp.611-614 (2017)

掲載誌：IEICE Communications Express, Vo7,No.3,95-100(2018)
計測制御システム、特に IoT との関連では、データ取得が担う役割は重要であり、複雑な構造化データを扱い、頻繁にデータを転送することが求められている。本稿は、OPC UA 及び MQTT をデータ転送に用いてフィールド機器からデータを取得する事例の研究についての報告である。全てのフィールド機器がイーサネット等の通信ネットワークに接続するためのインターフェースを備えている訳ではないため、ゲートウェイの助けが必要となる場合も多い。本研究では、学習用のスカラ型ロボットをフィールド機器として、シングルボードコンピュータをゲートウェイとして用いた。ゲートウェイ経由でネットワークに接続されたスカラ型ロボット（フィールド機器）について、OPCUA で転送された構造化データを用いて制御を行うと同時に、MQTT を使って監視を行うことが可能であることを示した。

本論文では 10 MHz 以下において広帯域なシールド特性を得るために金属と磁性材料で構成された積層型シールド材料を提案し、その設計条件について明らかにした。
具体的な設計条件は、(1)積層型シールド材料における銅の厚みの割合を 0.5-0.7 とすること、(2)反射損失を増加させるため磁性材料の誘電正接が 1 以上とすること、である。更に、積層型シールド材の有効性を確認するため実際に積層型シールド材を作製し、シールド効果測定より検証を行った。その結果、設計した積層型シールド材料が 0.1から 10 MHz において同じ厚みの銅単体に比べ高いシールド効果を持つことを確認した。

■Development of IoT Testbed Using OPC UA and Databaseon Cloud情報・生産技術部

システム技術グループ■Effect of microstructures on electrical conduction propertiesof β-FeSi2 epitaxial films

奥田 誠
水矢 亨
長尾達明

化学技術部
電子技術部
東京工業大学新エネルギーグループ
電子材料グループ

掲載誌：Proceedings of the SICE Annual Conference 2017,pp.607-610 (2017)

物質理工学院材料系

秋山賢輔
門脇貞子
平林康男
舟窪 浩

掲載誌：Journal of Crystal Growth, Vol.468, pp.744-748 (2017)

近年、IoT は多くの分野で注目されている。産業分野においても、IoT 技術を活用することで、生産性の向上、コストの削減、サービスの高度化が期待されている。そこで、私たちは、IoT 技術の利用を支援するために、IoT テスト
ベッドを開発した。IoT テストベッドは、評価用搬送シス
テムとデータサーバおよびそれらの間の通信ネットワー
クから構成されている。通信ネットワークにおける１つの通信規格として OPC UA を用意した。OPC UA は Industrie4.0 で推奨されており、近年産業界で注目されている通信規格である。次に、OPC UA とクラウド上のデータベースを含んだ IoT テストベッドを用いて制御実験を行った。本稿では、開発した IoT テストベッドと制御実験および IoTテストベッドの利用方法を紹介する。

We investigated the carrier concentration and Hall mobilityof epitaxial β-FeSi2 films grown on semi-insulating 4HSiC(001) single crystals to clarify the contribution of themicrostructures to their electrical conduction properties. Theseelectrical conduction properties of epitaxial β-FeSi2 films werechanged by their grain size. The Hall mobility of the films
consisting of the grains of 250–350 nm in size was limited by
the grain boundaries, while it was not limited by grainboundaries for the films consisting of the coarse grains of 20–40µm in size but limited by defects inside the grains.

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KISTEC研究報告（2018） 2018.10

【抄録】It is suggested that the excitation volume of the β-FeSi2 is a key
point that determines the PL intensity.

■Preparation of (111) preferred-oriented Mg2Si thin films on(001)Al2O3 and (100)CaF2 substrates and their thermoelectricproperties

東京工業大学

物質理工学院材料系

化学技術部 新エネルギーグループ
上智大学 工学部■Synthesis and Photocatalytic Properties of IronDisilicide/SiC Composite Powder

黒川満央
上原睦雄
一ノ瀬大地
清水荘雄
松島正明
木村好里
舟窪 浩
秋山賢輔
内田 寛

化学技術部 新エネルギーグループ
機械材料技術部 ナノ材料グループ
解析評価グループ
企画情報連携部 経営戦略課
山梨大学クリーンエネルギー研究センター
東京工業大学 物質理工学院材料系

秋山賢輔
奥田徹也
本泉 祐
松本佳久
入江 寛
舟窪 浩

掲載誌：MRS Advances, Vol.2, pp.471-476 (2017)

掲載誌：Japanese Journal of Applied Physics, Vol.56, pp.05DC02
1-4 (2017)

Semiconducting iron disilicide (β-FeSi2) island grains of 50100 nanometers in size were formed on the surface of Au-coated
3C-SiC powder by metal-organic chemical vapor deposition. On
the surface of 3C-SiC powder, the Au-Si liquidus phase wasobtained via a Au-Si eutectic reaction, which contributed to theformation of the β-FeSi2 island grains. This β-FeSi2/SiC
composite powder could evolve hydrogen (H2) from methylalcohol aqueous solution under irradiation of visible light withwavelengths of 420-650 nm.

Mg2Si thin films were deposited at 320oC on (001)Al2O3 and(100)CaF2 substrates by radiofrequency magnetron sputtering
method. Both films showed preferentially (111) out-of-planeorientation with in-plane random one irrespective of the postheat treatment.Mg2Si films on (001)Al2O3 substrates were underin-plane tensile strain, while those on (100)CaF2 substrates were
under in-plane compressive one for both of before and after theheat treatment. Heat-treated films showed p-type conduction up
to 500oC. Their electrical conductivity and Seebeck coefficientwere almost independent of the kinds of substrates within thelimit of the present study, from 0.426 % compressive strain to
0.221 % tensile strain at room temperature.

■In-plane orientation and composition dependences of crystal
structure and electrical properties of {100}-oriented Pb(Zr,Ti)O3 films grown on (100) Si substrates by metal organic
chemical vapor deposition■Enhancement of photoluminescence from iron disilicide on
Si(111) substrates with Au layers by controlling microstructures
東京工業大学
化学技術部 新エネルギーグループ
企画情報連携部 経営戦略課
東京工業大学 物質理工学院材料系

秋山賢輔
松本佳久
舟窪 浩
化学技術部

掲載誌：Japanese Journal of Applied Physics, Vol.56, pp.06HE03
1-5 (2017)

掲載誌：Japanese Journal of Applied Physics, Vol.56, pp.10PF12 15 (2017)

In-plane orientation-controlled Pb(Zrx,Ti1-x)O3(PZT) filmsof approximately 2 µm in thickness and Zr/(Zr+Ti) ratios of 0.39
- 0.65 were grown on (100) Si substrates by pulsed metal-organic
chemical vapor deposition (MOCVD) method. Epitaxial PZT
films and in-plane random fiber-textured PZT films having{100}
out-of-planeorientation
were
grownon(100)cSrRuO3//(100)cLaNiO3//(100)CeO2//(100)YSZ//(100)Sisubstrates
andThe photoluminescence (PL) spectrum of iron disilicide (βFeSi2) was enhanced by increasing the density of epitaxial grains
grown at 650oC on Si(111) substrates with a Au layer. The AuSi liquid phase obtained from the Au-Si eutectic reaction
contributed to the formation of epitaxial β-FeSi2 grains on theSi(111) surface. The density of the epitaxial β-FeSi2 grains onthe Si(111) surface decreased with increasing thickness of theAu layer, while the grain size increased from 0.5–2 to 20–50 μm.

KISTEC研究報告（2018） 2018.10

物質理工学院材料系
岡本庄司
P. S. Sankara Rama Krishnan
岡本 聡
横山慎太郎
舟窪 浩
新エネルギーグループ
秋山賢輔

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【抄録】

(100)cSrRuO3/(100)cLaNiO3/(111)Pt/TiO2/SiO2/(100)Sisubstrates, respectively. The effects of Zr/(Zr+Ti) ratio and inplane orientation on the crystal structure , dielectric, ferroelectricand piezoelectric properties of the films were systematicallyinvestigated. The X-ray diffraction measurement showed thatthe epitaxial PZT films had higher volume fraction of (100)orientation than fiber-textured PZT in tetragonal Zr/(Zr+Ti) ratio
region. Obvious difference was not detected between theepitaxial films and the fiber-textured films in Zr/(Zr+Ti) ratio
dependency of the dielectric constant, remanent polarization andcoercive field. The maximum field-induced strain values
measured at 0 - 100 kV/cm by scanning atomic force microscopy
were obtained at approximately Zr/(Zr+Ti)=0.50 and were about
0.5 % and 0.3 % for the epitaxial and fiber-textured films,
respectively.

■『多様な材料開発を支える試験・計測・解析評価技術－神奈川県立産業技術総合研究所 KISTEC』
連載第 11 回 光触媒性能評価
川崎技術支援部 部長
川崎技術支援部 材料解析グループ
研究開発部 光触媒グループ
東京理科大学学院工学研究科
東京理科大学大学院工学研究科
東京理科大学工学部

阿久津康久
落合 剛
石黒 斉
眞田太郎
山本詩乃
永田衞男

掲載誌：｢工業材料｣誌 2018 年 11 月号（予定）

光触媒式空気清浄器の普及で、空気中の臭気成分等が光触媒で分解できることはよく知られている。しかし、壁紙や衣服に吸着した臭気成分等が光触媒で分解できるかは、評価法が定められておらず、あまり報告もない。そこで、新たな試験法の確立をめざし、可視光応答光触媒を担持した不織布を作製し、たばこ煙の吸着・分解性能評価を実施した。そこで、新たな試験法の確立をめざし、可視光応答光触媒を担持した不織布を作製し、たばこ煙の吸着・分解性能評価を実施した。固相抽出-GCMS 分析の結果、可視光照射後のクロマトグラムでは、高分子量成分のピークが減少しており、ピーク総面積から算出した TVOC 濃度も、4 時間照射で半減した。よって、光触媒担持不織布表面に吸着した臭気成分は、この方法で定量的に分析でき、光触媒反応による分解も可能と示唆された。本法は、多様な光触媒材料や吸着成分の評価に適用でき、新しい評価法として有効といえる。

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KISTEC研究報告（2018） 2018.10

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