TOPICS

天野 浩教授が日本学士院会員として新たに選定されました。
天野 浩教授（未来エレクトニクス集積研究センター長）が日本学士院の第1164回総会（令和4年12月12日開催）で、日本学士院会員として新たに選定されました。

選定の対象となった、天野教授の主要な学術上の業績は次の通りです。
（日本学士院の HPより転載）
関連ホームページ：日本学士院
https://www.japan-acad.go.jp/japanese/news/
2022/121201.html#007

主要な学術上の業績
約60年前に赤色ＬＥＤが誕生し、材料組成の選択にえ、窒化アルミニウム・ガリウム（AlGaN）も活用した紫外より緑色ＬＥＤも生まれましたが、光の三原色の最後の１

発光ＬＥＤや青色半導体レーザなどの研究開発も先導つである青色ＬＥＤは長期にわたり実現できませんでし

し、青色光や紫外光を用いた情報記録と読出し、化学反た。天野 浩氏は、赤﨑 勇氏とともに、青色ＬＥＤの実現

応の制御や殺菌などの新技術の発展にも大きく寄与してを目指し、赤﨑氏の指導の下、天野氏独自の工夫によっきました。また、AlGaNやGaNを用いた高速の電力制御て窒化ガリウム（GaN）結晶を高品質化する手法とこれを用の素子の研究開発でも先導的役割を果たしており、エＰ型化する手法を見出し、1989年にGaN系青色ＬＥＤを

ネルギー消費の削減や生活の質の向上に繋がる技術開初めて誕生させました。これが契機となって、青色ＬＥＤ

発を通じ、持続可能社会の実現に向けて卓越した貢献をとこれを蛍光体と組み合わせた白色ＬＥＤが製品化さなしています。

のりやす

特 集 ◉ 大 野 哲 靖 研 究 室 （プラズマエネルギー工学グループ） イ ン タ ビ ュ ー

地球に創る太陽エネルギー！
プ ラズ マ を 操 り 核 融 合 発 電 へれ、表示と照明技術が一変しました。その後、GaNに加IMaSS YouTube チャンネル紹介

IMaSS YouTubeチャンネル紹介 Part2 は、部門紹介です。生き生きと研究に取り組む姿や、研究者からのメッセージをぜひご覧ください！チャン

Part2
部門紹介編

ネル登録もよろしくお願いします。
（https://www.youtube.com/@user-eg4ir7jt5q）◎システム創成部門◎材料創製部門〜物質の持つ可能性を究明し新しい材料を創製する〜
https://youtu.be/gfmGsT1MMys

青色LED基金の
ご案内

青色LED

〜様々な要素研究から総合システム技術を創り出す〜
https://youtu.be/XdS0lX1USvQ

青色LEDを作った窒化ガリウム（GaN）
は、未来の暮らしを支える重要な鍵。
研究開発にみなさまのご協力をお願いいたします。

ご寄附のお申込み、お問い合わせは、名古屋大学 未来材料・システム研究所 青色LED・未来材料研究支援事業事務局 へお願いいたします。
詳しくはホームページをご覧ください。

青色LED基金

https://www.cirfekikin.imass.nagoya-u.ac.jp/

事務室：名古屋大学研究所共同館Ⅰ 2階〒464 - 8601 名古屋市千種区不老町
TEL：052 - 789- 5262 FAX：052 - 747- 6313
https://www.imass.nagoya-u.ac.jp/

名古屋大学

未 来 材 料 ・ シ ス テ ム 研 究所

特集
組 織 図

IMaSS 概 要

大 野 哲 靖 研 究 室 ◉ D ATA
未来材料・システム研究所 高度計測技術実践センター 電磁波計測部
代表／教授 大野 哲靖
人数／21人（教授１、准教授１、客員教授１、技術補佐員１、D3:１、D2:１、M2:5、M1:４、B4:５、秘書:１）
https://www.nuee.nagoya-u.ac.jp/labs/plaene/j-index.html

研究グル ープインタビュー：
のりやす

附属未来エレクトロニクス
集積研究センター（CIRFE）

未来材料・システム研究所（IMaSS）
は、未来
未来デバイス部

め、先端的な材料・デバイスそのものの根幹をな

先端物性解析部

会実装するための高度なエネルギー変換技術・システム応用部

システム、環境負荷低減技術、エネルギーイン

国際客員部

フラの制御技術等のシステム構築に至る、幅広

研究戦略・共同研究推進部
附属高度計測技術
実践センター（AMTC）

電子顕微鏡計測部
電磁波計測部
素粒子計測部
Ｘ線分光計測部
ナノ加工計測部

材料創製部門（DM）

社会で革新的な省エネルギーを実現させるた

マルチフィジックス
シミュレーション部

大 野 哲 靖 研究 室
（ プラズマエネル ギ ー工学グル ープ）

す要素技術に関する基礎研究から、それらを社

い研究課題を一貫連鎖する研究拠点として、平
成27年10月に前身のエコトピア科学研究所から改組する形で誕生しました。

地球に創る太陽エネルギー！
プ ラズ マ を 操 り 核 融 合 発 電 へ
みなさん「プラズマ」という言葉は目にしたことがあると思いますが、一体何なのか

また、若手研究者の育成、産業界との共同研究も活発に行っています。

ご存知ですか？ 身近と言えば蛍光灯でしょうか。プラズマという名称は、空気清浄機や冷蔵庫といった家電にも使われていますね。ピカーッと光る雷や美しく漂うオーロラ（本物を見た方は少ないでしょうが）は、自然界で発生するプラズマなのですが、《IMaSS HP》

https://www.imass.nagoya-u.ac.jp/

何と言ってもその親分ともいえる巨大なエネルギーを発しているのは太陽です。
今、このプラズマを使って太陽に摸してとてつもなく高いエネルギーを作り出して発電する（核融合発電）という壮大な研究が、世界中で手分けして繰り広げられてい材料物性部ます。実はこの日本、中でも名古屋大学はその中心的役割を果たしており、大野研
材料設計部

究室は、最終段階の重要な役を担われているとのこと。今回のインタビューではその材料プロセス部
システム創成部門（DS）

概要や「プラズマって何？」「核融合って危ないんじゃないの？」
といった素朴な疑問にもやさしくお答えいただきました。その様子をご紹介します。

変換システム部

インタビュー／2022年12月 IMaSS広報委員会

所長

ネットワークシステム部
循環システム部
エネルギーシステム（中部電力）寄附研究部門

副所長
システム創成部門関連

トヨタ先端パワーエレクトロニクス寄附研究部門
産総研・名大 窒化物半導体先進デバイス
オープンイノベーションラボラトリ【表紙写真説明】ミライズテクノロジーズ先端パワーエレクトロニクス
産学協同研究部門

名古屋大学の誇る密度の高い（質の良い）
プラズマを発生させる装置NAGDIS（ナグディス）-IIを操作中

豊田合成GaN先端デバイス応用産学協同研究部門
旭化成次世代デバイス産学協同研究部門
豊田中研GaNパワーデバイス産学協同研究部門
三菱ケミカルGaN基板デバイス産学協同研究部門
Photo electron Soul GaN電子ビームデバイス
産学協同研究部門
附属未来エレクトロニクス集積研究センター関連

研究所組織図特集 研究グループインタビュー
大野哲靖研究室

地球に創る太陽エネルギー！
プラズマを操り核融合発電へ

エネルギー変換エレクトロニクス実験施設（C-TEFs）

退職のご挨拶
次々世代半導体技術室
技術開発室
技術管理室
超高圧電子顕微鏡施設（HVEM）

教授 片山 新太

あと43年研究者人生があったなら教授 中村 光廣

研究報告
活動報告

先端技術共同研究施設（RFAST）
研究所事務部

環境工学研究37年

裏表紙 TOPICS

総務課（令和5年3月1日〜）

天野 浩教授が日本学士院会員として新たに選定されました。

高粒子束プラズマ発生装置 NAGDIS-II の隣に並ぶ大野哲靖研究室のみなさん

特集
組 織 図

IMaSS 概 要

大 野 哲 靖 研 究 室 ◉ D ATA
未来材料・システム研究所 高度計測技術実践センター 電磁波計測部
代表／教授 大野 哲靖
人数／21人（教授１、准教授１、客員教授１、技術補佐員１、D3:１、D2:１、M2:5、M1:４、B4:５、秘書:１）
https://www.nuee.nagoya-u.ac.jp/labs/plaene/j-index.html

研究グル ープインタビュー：
のりやす

附属未来エレクトロニクス
集積研究センター（CIRFE）

未来材料・システム研究所（IMaSS）
は、未来
未来デバイス部

め、先端的な材料・デバイスそのものの根幹をな

先端物性解析部

会実装するための高度なエネルギー変換技術・システム応用部

システム、環境負荷低減技術、エネルギーイン

国際客員部

フラの制御技術等のシステム構築に至る、幅広

研究戦略・共同研究推進部
附属高度計測技術
実践センター（AMTC）

電子顕微鏡計測部
電磁波計測部
素粒子計測部
Ｘ線分光計測部
ナノ加工計測部

材料創製部門（DM）

社会で革新的な省エネルギーを実現させるた

マルチフィジックス
シミュレーション部

大 野 哲 靖 研究 室
（ プラズマエネル ギ ー工学グル ープ）

す要素技術に関する基礎研究から、それらを社

い研究課題を一貫連鎖する研究拠点として、平
成27年10月に前身のエコトピア科学研究所から改組する形で誕生しました。

地球に創る太陽エネルギー！
プ ラズ マ を 操 り 核 融 合 発 電 へ
みなさん「プラズマ」という言葉は目にしたことがあると思いますが、一体何なのか

また、若手研究者の育成、産業界との共同研究も活発に行っています。

ご存知ですか？ 身近と言えば蛍光灯でしょうか。プラズマという名称は、空気清浄機や冷蔵庫といった家電にも使われていますね。ピカーッと光る雷や美しく漂うオーロラ（本物を見た方は少ないでしょうが）は、自然界で発生するプラズマなのですが、《IMaSS HP》

https://www.imass.nagoya-u.ac.jp/

何と言ってもその親分ともいえる巨大なエネルギーを発しているのは太陽です。
今、このプラズマを使って太陽に摸してとてつもなく高いエネルギーを作り出して発電する（核融合発電）という壮大な研究が、世界中で手分けして繰り広げられてい材料物性部ます。実はこの日本、中でも名古屋大学はその中心的役割を果たしており、大野研
材料設計部

究室は、最終段階の重要な役を担われているとのこと。今回のインタビューではその材料プロセス部
システム創成部門（DS）

概要や「プラズマって何？」「核融合って危ないんじゃないの？」
といった素朴な疑問にもやさしくお答えいただきました。その様子をご紹介します。

変換システム部

インタビュー／2022年12月 IMaSS広報委員会

所長

ネットワークシステム部
循環システム部
エネルギーシステム（中部電力）寄附研究部門

副所長
システム創成部門関連

トヨタ先端パワーエレクトロニクス寄附研究部門
産総研・名大 窒化物半導体先進デバイス
オープンイノベーションラボラトリ【表紙写真説明】ミライズテクノロジーズ先端パワーエレクトロニクス
産学協同研究部門

名古屋大学の誇る密度の高い（質の良い）
プラズマを発生させる装置NAGDIS（ナグディス）-IIを操作中

豊田合成GaN先端デバイス応用産学協同研究部門
旭化成次世代デバイス産学協同研究部門
豊田中研GaNパワーデバイス産学協同研究部門
三菱ケミカルGaN基板デバイス産学協同研究部門
Photo electron Soul GaN電子ビームデバイス
産学協同研究部門
附属未来エレクトロニクス集積研究センター関連

研究所組織図特集 研究グループインタビュー
大野哲靖研究室

地球に創る太陽エネルギー！
プラズマを操り核融合発電へ

エネルギー変換エレクトロニクス実験施設（C-TEFs）

退職のご挨拶
次々世代半導体技術室
技術開発室
技術管理室
超高圧電子顕微鏡施設（HVEM）

教授 片山 新太

あと43年研究者人生があったなら教授 中村 光廣

研究報告
活動報告

先端技術共同研究施設（RFAST）
研究所事務部

環境工学研究37年

裏表紙 TOPICS

総務課（令和5年3月1日〜）

天野 浩教授が日本学士院会員として新たに選定されました。

高粒子束プラズマ発生装置 NAGDIS-II の隣に並ぶ大野哲靖研究室のみなさん

特集

大野哲靖研究室

《図１》
〈例〉
水の４態
固体

液体

気体

プラズマ

氷

水

水蒸気

イオン化ガス

温度
気体

プラズマ

を利用する原子力発電も核融合発電も同じ仲間なんです。

ターが目に入って。ちょっと見に行ったらそこで「プラズマは面白

私は原発反対論者ではないのですが、決定的に違うのはいから来い」と強烈に勧められて入ることになったんです。

核分裂の場合には高レベルの放射性廃棄物が増えていくという問題が避けられない、すごく立派なんだけど最終的に大野 プラズマって大きく３つの分野があって、①基礎研究処分するところがどうしても決まらないという問題があるん②応用研究です。一方、核融合はほぼ高レベルの放射性廃棄物は発の大きな装置ができたところでしたので、核融合をやろうと思っ

生しないので、特殊な処分場は必要としません。

ていたところ、その時の主任の先生に「若い時にいきなり核融

電子

《図2》
プラズマの応用教授

合をやったらダメ。まずプラズマの基礎の勉強をしないと」ってないのでしょうか。

懇々と言われてあまり考えなしにそこの研究室に入りました。特

この研究が魅力的に映るのは、核融合発電に必要なに企業に行くイメージもなかったので、そのまま博士後期課程

エネルギー源は重水素（記号：D）と三重水素（記号：T）と言っまで行きました。博士後期課程１年生の時に「長崎大学でプラて、海水と世界中に広く分布しているリチウムから取れるというズマの応用をやっている先生が助手を探しているから行かない

ことなんです。重水素１ｇっていうのは海水30リットルの中に含か」っていう話になって、大学を中退して長崎へ行くことに。

半導体プラズマプロセス 超微細加工に必須の基盤技術まれていて、１gの水素燃料を核融合発電で燃やすと、石油８t

超微細加工、
超薄膜成長、
超表面改質（最先端エレクトロニクスデバイス）

ぐらいのエネルギーに変わるんです。しかも偏在しない。これ

大野 そうです。プラズマを使って太陽電池を作るとか、刃物は重要で、一つの国で独占するようなことがないから戦争も起の表面に膜を作って寿命を延ばすとか、ラップに酸素のプラズ

きない訳です。だから、核融合発電が実現すれば人類はエネマを当ててぺたぺたくっつくようなフィルムにするとか、そういうルギー問題から解放されるし、世界中で研究されている最も大実験をしていました。３年位経った時、今度は「名古屋大学できな要因です。

高村先生が助手を探してるから行け」って言われて。関門海峡

大野 哲靖
コーティング

OHNO, Noriyasu

エッチング

表面改質

1988 年 九州大学博士課 程中退。同年 長崎 大学助手。
1990年 名古屋大学助手。1993年博士（理学）。1993年
同大 講師。2001年 同大 助教授。2008年 同大 教授。

新しい膜を堆積する●趣味・好きなこと／将棋。スポーツ観戦。読書（もっぱら歴史）。棋力は向上しないので、現在は「観将」。インターネット
放送の充実で1日中観戦、家族に呆れられている。

「プラズマ」って？

③核融合 なのですが、その時、春日に核融合

安全は確保されたとして、エネルギー源の枯渇は心配大野
イオン

運命の出会いがあった訳ですね。

応用の世界に移ったということですか？

膜を削り取る

表面を変化させる

すごい！がんばれ核融合！ところで大野先生がプラズマを越えることは抵抗があったんですけど（笑）、元々名古屋大学

例えばの研究に携るようになったきっかけは？

にプラズマ研究所ができたのが日本でのプラズマ研究の始まり

例えば

例えば

・シリコン膜：太陽電池

・半導体集積回路の配線 ・酸化：絶縁膜

・ダイヤモンドライク
カーボン：耐摩耗性

・有機物の除去（アッシング）・窒化：硬くする・テフロン：撥水性大野 私は元々明確な目的もなく、とにかく物理がやりたい

で、プラズマの世界では名古屋がメッカということもありまして、というぼんやりした理由で九州大学の理学部物理学科に入とにかく行ってみようと。

りました。余談ですが、ちょうどその頃、第1次南極観測隊の越冬隊員で、タロ、ジロの犬でも有名になった映画「南極

核融合発電実現のための重要ポイント

物語」
の
（実際の）
主人公の北村先生が、九大で自然界のプ核融合は名古屋大学に来られてからなんですね。

私達の研究分野の一つが「作りたいプラズマを作る」
といラズマをやられていたんですね。それで、南極物語が撮影

うこと、つまり他にないプラズマを作りたいということなんでに入る時に北村先生にインタビューに来るということで、主大野はい。例えば蛍光灯の中で光っているのもプラズマ

すが、今の私の立場で言うとものすごく密度の高いプラズマ役の人たちが来てて「奥さんって夏目雅子（主役の越智隊員

礎も応用も核融合も全部一応渡り歩いたので、全分野に知っなんですが、高校生から習っているのは、固体があって、を作りたいっていう目標があって、それは蛍光灯のプラズマの恋人役）みたいにきれいな方なのかな」とかた人達がいるということ。核融合発電って、数秒の短い時間

温めると液体になり、さらに温めると気体になりますよね。

と比べると10万倍位密度が高いんです。

言ってたんですけど（笑）。

まずは、プラズマって何？っていうことを教えてください。
大野

それをさらに温度を上げると（大体１万℃以上）
気体の分子◉核融合発電のしくみ

プラズマって随所で活躍しているんですね。

や原子から、元々+の電荷を持った原子核とその周囲に回っ

大野 自然界に存在するプラズマのボスは何と言っても太陽でていた電子がバラバラになって自由に飛び回るようになるん

す。太陽は水素とヘリウムのプラズマと磁場の塊であることがですが、その状態のことをプラズマと言います（《図1》参照）。

解明されているんですが、核融合発電というのは、地球上にとても高いエネルギーを持っているので、液体や気体や固運命の出会いそれでプラズマを選ばれたんですか？

人工的に太陽のエネルギーを発生させて発電しようという考え

大野 「プラズマ」っていう言葉はそこで知ったん

体では起きないようないろんなことが起きるという性質をで、発電の仕組みとしては火力発電と同じです。日本、アメリです。宇宙のオーロラとか、アフリカに降り注い持っているんですね。それが非常に興味深くてずっと研究

カ、ヨーロッパ、ロシアが先進国として、2050年までに使えるよでいる電磁波を計るような研究とか。その時は自しています。

うにと手を携えて研究しています。ただ、最近では環境問題か

分とは距離があるように思って、４年生の時は物ら2040年までにと各国とも目標を繰り上げています。

性理論を選びました。ただ、面白かったんですが、核融合発電を実現するためだけのプラズマの研究ではな

九州大学って当時周りが飲み屋さんと雀荘で囲まいんですね。
大野

私は核融合発電もプラズマの応用の一つと捉えてい原 発とどう違うの？

れていたものですから、途中でトラップされてなか
なか大学に入って行けなくて（笑）。この包囲網からます。プラズマを使った応用技術は山のようにあって、特に工業分野では、例えば半導体を作るにしても何をするにしはい。ラッキーだったと思うのは、結局プラズマの基

原子力発電のような危険はないんですか？

抜け出す方法を考えないといけないと思いながらても、どこかの段階でプラズマを使っていると思います（《図大野

アインシュタインが出した有名な式E＝mc²で表され廊下を歩いていたら、たまたま今の春日市というと

2》
参照）
。

るように質量をエネルギーに変えるという意味では、核分裂

ころに大学院だけのキャンパスができたというポス核融合で発生した中性子の運動
エネルギーを熱エネルギーにして、その熱を電気エネルギーに変換します。
出典／核融合科学研究所

特集

大野哲靖研究室

《図１》
〈例〉
水の４態
固体

液体

気体

プラズマ

氷

水

水蒸気

イオン化ガス

温度
気体

プラズマ

を利用する原子力発電も核融合発電も同じ仲間なんです。

ターが目に入って。ちょっと見に行ったらそこで「プラズマは面白

私は原発反対論者ではないのですが、決定的に違うのはいから来い」と強烈に勧められて入ることになったんです。

核分裂の場合には高レベルの放射性廃棄物が増えていくという問題が避けられない、すごく立派なんだけど最終的に大野 プラズマって大きく３つの分野があって、①基礎研究処分するところがどうしても決まらないという問題があるん②応用研究です。一方、核融合はほぼ高レベルの放射性廃棄物は発の大きな装置ができたところでしたので、核融合をやろうと思っ

生しないので、特殊な処分場は必要としません。

ていたところ、その時の主任の先生に「若い時にいきなり核融

電子

《図2》
プラズマの応用教授

合をやったらダメ。まずプラズマの基礎の勉強をしないと」ってないのでしょうか。

懇々と言われてあまり考えなしにそこの研究室に入りました。特

この研究が魅力的に映るのは、核融合発電に必要なに企業に行くイメージもなかったので、そのまま博士後期課程

エネルギー源は重水素（記号：D）と三重水素（記号：T）と言っまで行きました。博士後期課程１年生の時に「長崎大学でプラて、海水と世界中に広く分布しているリチウムから取れるというズマの応用をやっている先生が助手を探しているから行かない

ことなんです。重水素１ｇっていうのは海水30リットルの中に含か」っていう話になって、大学を中退して長崎へ行くことに。

半導体プラズマプロセス 超微細加工に必須の基盤技術まれていて、１gの水素燃料を核融合発電で燃やすと、石油８t

超微細加工、
超薄膜成長、
超表面改質（最先端エレクトロニクスデバイス）

ぐらいのエネルギーに変わるんです。しかも偏在しない。これ

大野 そうです。プラズマを使って太陽電池を作るとか、刃物は重要で、一つの国で独占するようなことがないから戦争も起の表面に膜を作って寿命を延ばすとか、ラップに酸素のプラズ

きない訳です。だから、核融合発電が実現すれば人類はエネマを当ててぺたぺたくっつくようなフィルムにするとか、そういうルギー問題から解放されるし、世界中で研究されている最も大実験をしていました。３年位経った時、今度は「名古屋大学できな要因です。

高村先生が助手を探してるから行け」って言われて。関門海峡

大野 哲靖
コーティング

OHNO, Noriyasu

エッチング

表面改質

1988 年 九州大学博士課 程中退。同年 長崎 大学助手。
1990年 名古屋大学助手。1993年博士（理学）。1993年
同大 講師。2001年 同大 助教授。2008年 同大 教授。

新しい膜を堆積する●趣味・好きなこと／将棋。スポーツ観戦。読書（もっぱら歴史）。棋力は向上しないので、現在は「観将」。インターネット
放送の充実で1日中観戦、家族に呆れられている。

「プラズマ」って？

③核融合 なのですが、その時、春日に核融合

安全は確保されたとして、エネルギー源の枯渇は心配大野
イオン

運命の出会いがあった訳ですね。

応用の世界に移ったということですか？

膜を削り取る

表面を変化させる

すごい！がんばれ核融合！ところで大野先生がプラズマを越えることは抵抗があったんですけど（笑）、元々名古屋大学

例えばの研究に携るようになったきっかけは？

にプラズマ研究所ができたのが日本でのプラズマ研究の始まり

例えば

例えば

・シリコン膜：太陽電池

・半導体集積回路の配線 ・酸化：絶縁膜

・ダイヤモンドライク
カーボン：耐摩耗性

・有機物の除去（アッシング）・窒化：硬くする・テフロン：撥水性大野 私は元々明確な目的もなく、とにかく物理がやりたい

で、プラズマの世界では名古屋がメッカということもありまして、というぼんやりした理由で九州大学の理学部物理学科に入とにかく行ってみようと。

りました。余談ですが、ちょうどその頃、第1次南極観測隊の越冬隊員で、タロ、ジロの犬でも有名になった映画「南極

核融合発電実現のための重要ポイント

物語」
の
（実際の）
主人公の北村先生が、九大で自然界のプ核融合は名古屋大学に来られてからなんですね。

私達の研究分野の一つが「作りたいプラズマを作る」
といラズマをやられていたんですね。それで、南極物語が撮影

うこと、つまり他にないプラズマを作りたいということなんでに入る時に北村先生にインタビューに来るということで、主大野はい。例えば蛍光灯の中で光っているのもプラズマ

すが、今の私の立場で言うとものすごく密度の高いプラズマ役の人たちが来てて「奥さんって夏目雅子（主役の越智隊員

礎も応用も核融合も全部一応渡り歩いたので、全分野に知っなんですが、高校生から習っているのは、固体があって、を作りたいっていう目標があって、それは蛍光灯のプラズマの恋人役）みたいにきれいな方なのかな」とかた人達がいるということ。核融合発電って、数秒の短い時間

温めると液体になり、さらに温めると気体になりますよね。

と比べると10万倍位密度が高いんです。

言ってたんですけど（笑）。

まずは、プラズマって何？っていうことを教えてください。
大野

それをさらに温度を上げると（大体１万℃以上）
気体の分子◉核融合発電のしくみ

プラズマって随所で活躍しているんですね。

や原子から、元々+の電荷を持った原子核とその周囲に回っ

大野 自然界に存在するプラズマのボスは何と言っても太陽でていた電子がバラバラになって自由に飛び回るようになるん

す。太陽は水素とヘリウムのプラズマと磁場の塊であることがですが、その状態のことをプラズマと言います（《図1》参照）。

解明されているんですが、核融合発電というのは、地球上にとても高いエネルギーを持っているので、液体や気体や固運命の出会いそれでプラズマを選ばれたんですか？

人工的に太陽のエネルギーを発生させて発電しようという考え

大野 「プラズマ」っていう言葉はそこで知ったん

体では起きないようないろんなことが起きるという性質をで、発電の仕組みとしては火力発電と同じです。日本、アメリです。宇宙のオーロラとか、アフリカに降り注い持っているんですね。それが非常に興味深くてずっと研究

カ、ヨーロッパ、ロシアが先進国として、2050年までに使えるよでいる電磁波を計るような研究とか。その時は自しています。

うにと手を携えて研究しています。ただ、最近では環境問題か

分とは距離があるように思って、４年生の時は物ら2040年までにと各国とも目標を繰り上げています。

性理論を選びました。ただ、面白かったんですが、核融合発電を実現するためだけのプラズマの研究ではな

九州大学って当時周りが飲み屋さんと雀荘で囲まいんですね。
大野

私は核融合発電もプラズマの応用の一つと捉えてい原 発とどう違うの？

れていたものですから、途中でトラップされてなか
なか大学に入って行けなくて（笑）。この包囲網からます。プラズマを使った応用技術は山のようにあって、特に工業分野では、例えば半導体を作るにしても何をするにしはい。ラッキーだったと思うのは、結局プラズマの基

原子力発電のような危険はないんですか？

抜け出す方法を考えないといけないと思いながらても、どこかの段階でプラズマを使っていると思います（《図大野

アインシュタインが出した有名な式E＝mc²で表され廊下を歩いていたら、たまたま今の春日市というと

2》
参照）
。

るように質量をエネルギーに変えるという意味では、核分裂

ころに大学院だけのキャンパスができたというポス核融合で発生した中性子の運動
エネルギーを熱エネルギーにして、その熱を電気エネルギーに変換します。
出典／核融合科学研究所

准教授◉研究開発計画と原型炉

田中宏 彦
TANAKA, Hirohiko

2008年 名古屋大学卒業。

は中学で「数学楽しい」と思って、高校で物理を習い始めた

2010年 日本学術振興会特別研究員。2011年 名古屋大学博士

ら「物理楽しい」となって。例えば自転車で坂道を下る時に課程修了（博士（工学））。同年 核融合科学研究所 助教。2015年「あ、位置エネルギーが運動エネルギーに変換されてる！」

総 合 研 究 大 学 院 大 学 助 教（ 併と考えたり、自然界の法則がわかってきて、ますます楽しく任）。2016年 名古屋大学 助教。
2022年 同大 准教授。

なりました。その頃、雑誌の『Newton（ニュートン）』に載っ●趣味・好きなこと／コロナ禍にていた記事を見て「核融合というものがあるんだなぁ」と思っ

より基本は家の中ですが、休日はたんですね。

いつも子供と遊んでいます。TV

高校生ですでに核融合に注目されていたんですね。

番組の「ピタゴラスイッチ」に出てくるような、ボールが転がるコー

田中

スをたくさん作っています。

模擬燃料による臨界プラズマ条件● 出力＞入力達成（1998）

当時はまだ、新エネルギーの一つとしてですけどね。

それで高校３年生になって進路の選択の時に、当時はイラク

実燃料による核融合実験● 50万kWの核融合出力

核融合発電の実証● 数１0万kW級の発電（核融合出力150-200万kW）
出典／量子科学技術研究開発機構

戦争が起こって資源の偏在の問題を意識するようになり、まならもうできるんです。理論上は確立されていて、今は工学

な か

た好きな物理が活かせる道を考えて、新エネルギーが学べ

田中先生は、難解なプログラミングを当時からやっていたの

うちの装置の解析もやりますし、那珂核融合研究所にあっ的な、長時間実現させるための研究段階になっていると言えそうな名古屋大学の電気系（電気電子・情報工学科）に進みで「もう任せた」ということで、学生の時にすでにプログラムをたJT-60や、核融合科学研究所のLHDといった大型装置のます。でもまだまだ不可解なことがたくさん起きるので、分野ました。でも学部１年生の時に受講したプログラミングがすご使った実験解析のプロ 辻義之先生（流体の専門家）と二人で、データも彼が解析していました。だから、博士論文はそれをまたがった協力は不可欠なんです。今の大きな課題は、核

く面白くて、実は一時情報系に心惹かれましたし、４年生の学会誌に解説記事を書いたりしています。今でもその記事は最ら核融合装置のいろんなデータを対象に解析を行ってい

融合炉の壁の材料です。高温に強いタングステン（記号：W）

研究室配属では太陽光発電も選択肢でしたが、元々の志望もダウンロードされた記事となっています。論文も、博士課程１て、多くの人たちが彼の実力を認めて一緒にやってくれたのにプラズマを当てたらどうなるかという研究を、私たちはここ

動機と発展可能性を考えて、核融合の研究を行っている大年生までの間に主著３本、共著も合わせると５本書いたよね。

で、それは非常に良かったと思いますね。

十数年メインテーマとしています。

野哲靖研に入りました。幸い、4年生でプログラムを使うよう重水素と三重水素、ヘリウムのプラズマですね。何が起きるんですか？
大野な研究テーマを与えてもらえて、楽しく学ぶことができました。
両方叶った、みたいな？

ヘリウムでプラズマを作って金属の材料に打ち込むと、材料の表面がボロボロになっていくんです。それは私たちが田中

そうですね。それで企業就職ではなく博士課程に進学しました。大野先生からは素晴らしいご指導をいただいて。

1996年位（当時はまだ壁の材料として炭素が世界中の潮流

大野

だった）
に主張していたんですが、当初誰にも信じてもらえな

なくても大丈夫なので。
情報ではない分野で情報の技術を持っているっていうの

Energy Agency）で壁の材料を考えるワークショップがあっは、すごい力になるんですね。そのマインドって、やっぱり学て、そこで追試までして初めて信用してもらったという経緯が生の時でないとなかなか育たない。だから実験と解析、計算あるんですが、今はタングステンとヘリウムプラズマの研究ががちゃんとできる人が今後は人材として重要だということは以

世界中の主流の研究になっています。

前から思っていたんですが、田中先生はうってつけでした。

新 エネルギー 開 発 の 魅 力

プログラミングを駆使して田中先生がプラズマの研究をしようと思われたきっか今となっては、核融合研究にとってプログラミングは不けは？

可欠でしょうね。

私はどちらかと言うと核融合一本やりに近くて、今む

しろ分野を広げないといけない状況に来ています（汗）。元々大野田中

基本的には、様々な揺れている信号をプログラムで研究開発の進行状況は？

解析していました。
大野

そういう技術を持っている人はいろんな装置で重宝がられるんですね、共同研究をやっているときに。もちろん核融合研究は現在どんな進行状況ですか？
大野

世界各国（日本、欧州連合（EU）、ロシア、米国、韓

ご指導は何もしていないよ。優秀な人は何も指導しくて、IAEA（国際原子力機関、International Atomic

田中

どういう内容の論文なんですか？

◉ ITER◉巨大なプラント（フランスに建設中のITER）

ITER albumよりhttps://www.iter.org/album/Media/4%20-%20Aerial

計算だけでなく実験もわかる技術者というのは、今後建設中のITER内部

最も重要だと思います。

出典／量子科学技術開発機構●技術目標◉核融合反応◇ 入カエネルギーの10倍以上の核融合出力が得られる状態(Q>10)を長時間(400秒間以上)維持する。
中性子

重水素

◇ 超伝導コイル(磁場生成装置)やプラズマの加熱装置などの核融合工学技術を実証する《主要パラメータ》•核融合出力 500 MW•プラズマ電流(Ip) 15 MA•プラズマ大半径(R) 6.2 m •トロイダル磁場強度(Bt) 5.3T
•プラズマ小半径(a) 2.0 m
三重水素

ヘリウムの原子核運転開始 : 2025年
核融合(DT)運転開始 : 2035年

核融合科学研究所のサイトよりhttps://www.nifs.ac.jp/ene/qa/qa̲02.html

ITER albumよりhttps://www.iter.org/album/Construction

准教授◉研究開発計画と原型炉

田中宏 彦
TANAKA, Hirohiko

2008年 名古屋大学卒業。

は中学で「数学楽しい」と思って、高校で物理を習い始めた

2010年 日本学術振興会特別研究員。2011年 名古屋大学博士

ら「物理楽しい」となって。例えば自転車で坂道を下る時に課程修了（博士（工学））。同年 核融合科学研究所 助教。2015年「あ、位置エネルギーが運動エネルギーに変換されてる！」

総 合 研 究 大 学 院 大 学 助 教（ 併と考えたり、自然界の法則がわかってきて、ますます楽しく任）。2016年 名古屋大学 助教。
2022年 同大 准教授。

なりました。その頃、雑誌の『Newton（ニュートン）』に載っ●趣味・好きなこと／コロナ禍にていた記事を見て「核融合というものがあるんだなぁ」と思っ

より基本は家の中ですが、休日はたんですね。

いつも子供と遊んでいます。TV

高校生ですでに核融合に注目されていたんですね。

番組の「ピタゴラスイッチ」に出てくるような、ボールが転がるコー

田中

スをたくさん作っています。

模擬燃料による臨界プラズマ条件● 出力＞入力達成（1998）

当時はまだ、新エネルギーの一つとしてですけどね。

それで高校３年生になって進路の選択の時に、当時はイラク

実燃料による核融合実験● 50万kWの核融合出力

核融合発電の実証● 数１0万kW級の発電（核融合出力150-200万kW）
出典／量子科学技術研究開発機構

戦争が起こって資源の偏在の問題を意識するようになり、まならもうできるんです。理論上は確立されていて、今は工学

な か

た好きな物理が活かせる道を考えて、新エネルギーが学べ

田中先生は、難解なプログラミングを当時からやっていたの

うちの装置の解析もやりますし、那珂核融合研究所にあっ的な、長時間実現させるための研究段階になっていると言えそうな名古屋大学の電気系（電気電子・情報工学科）に進みで「もう任せた」ということで、学生の時にすでにプログラムをたJT-60や、核融合科学研究所のLHDといった大型装置のます。でもまだまだ不可解なことがたくさん起きるので、分野ました。でも学部１年生の時に受講したプログラミングがすご使った実験解析のプロ 辻義之先生（流体の専門家）と二人で、データも彼が解析していました。だから、博士論文はそれをまたがった協力は不可欠なんです。今の大きな課題は、核

く面白くて、実は一時情報系に心惹かれましたし、４年生の学会誌に解説記事を書いたりしています。今でもその記事は最ら核融合装置のいろんなデータを対象に解析を行ってい

融合炉の壁の材料です。高温に強いタングステン（記号：W）

研究室配属では太陽光発電も選択肢でしたが、元々の志望もダウンロードされた記事となっています。論文も、博士課程１て、多くの人たちが彼の実力を認めて一緒にやってくれたのにプラズマを当てたらどうなるかという研究を、私たちはここ

動機と発展可能性を考えて、核融合の研究を行っている大年生までの間に主著３本、共著も合わせると５本書いたよね。

で、それは非常に良かったと思いますね。

十数年メインテーマとしています。

野哲靖研に入りました。幸い、4年生でプログラムを使うよう重水素と三重水素、ヘリウムのプラズマですね。何が起きるんですか？
大野な研究テーマを与えてもらえて、楽しく学ぶことができました。
両方叶った、みたいな？

ヘリウムでプラズマを作って金属の材料に打ち込むと、材料の表面がボロボロになっていくんです。それは私たちが田中

そうですね。それで企業就職ではなく博士課程に進学しました。大野先生からは素晴らしいご指導をいただいて。

1996年位（当時はまだ壁の材料として炭素が世界中の潮流

大野

だった）
に主張していたんですが、当初誰にも信じてもらえな

なくても大丈夫なので。
情報ではない分野で情報の技術を持っているっていうの

Energy Agency）で壁の材料を考えるワークショップがあっは、すごい力になるんですね。そのマインドって、やっぱり学て、そこで追試までして初めて信用してもらったという経緯が生の時でないとなかなか育たない。だから実験と解析、計算あるんですが、今はタングステンとヘリウムプラズマの研究ががちゃんとできる人が今後は人材として重要だということは以

世界中の主流の研究になっています。

前から思っていたんですが、田中先生はうってつけでした。

新 エネルギー 開 発 の 魅 力

プログラミングを駆使して田中先生がプラズマの研究をしようと思われたきっか今となっては、核融合研究にとってプログラミングは不けは？

可欠でしょうね。

私はどちらかと言うと核融合一本やりに近くて、今む

しろ分野を広げないといけない状況に来ています（汗）。元々大野田中

基本的には、様々な揺れている信号をプログラムで研究開発の進行状況は？

解析していました。
大野

そういう技術を持っている人はいろんな装置で重宝がられるんですね、共同研究をやっているときに。もちろん核融合研究は現在どんな進行状況ですか？
大野

世界各国（日本、欧州連合（EU）、ロシア、米国、韓

ご指導は何もしていないよ。優秀な人は何も指導しくて、IAEA（国際原子力機関、International Atomic

田中

どういう内容の論文なんですか？

◉ ITER◉巨大なプラント（フランスに建設中のITER）

ITER albumよりhttps://www.iter.org/album/Media/4%20-%20Aerial

計算だけでなく実験もわかる技術者というのは、今後建設中のITER内部

最も重要だと思います。

出典／量子科学技術開発機構●技術目標◉核融合反応◇ 入カエネルギーの10倍以上の核融合出力が得られる状態(Q>10)を長時間(400秒間以上)維持する。
中性子

重水素

◇ 超伝導コイル(磁場生成装置)やプラズマの加熱装置などの核融合工学技術を実証する《主要パラメータ》•核融合出力 500 MW•プラズマ電流(Ip) 15 MA•プラズマ大半径(R) 6.2 m •トロイダル磁場強度(Bt) 5.3T
•プラズマ小半径(a) 2.0 m
三重水素

ヘリウムの原子核運転開始 : 2025年
核融合(DT)運転開始 : 2035年

核融合科学研究所のサイトよりhttps://www.nifs.ac.jp/ene/qa/qa̲02.html

ITER albumよりhttps://www.iter.org/album/Construction

特集

大野哲靖研究室

NAGDIS-II（部分）
電極を入れる、
レーザーを入れる、プラズマが発光しているところから、「お前ちょっと温度▼高性能プラズマ照射装置 Co-NAGDIS◉装置説明

高いんじゃないかとか、密度高いんじゃない

NAGDIS-llに学生が集中し、新しい実験が順番の？って顔色をうかがったりします（笑）
」

待ちになるという状況が起きたので、「そこまでのプラズマの長さや計測装置は要らない」という実験用に開発された、小さいながらもパワフルなプ

国、中国、インド）
で研究しており、核融合の原理はほぼ解明

が学生の頃随分改良してくれて、さらにどんどん密度が上され、実証実験を行うための共通の核融合炉（ITER（イー

がっていって、それを計測するための技術もどんどん高度化ター））をフランスに建設中です。これを10年位かけて作ってしたので、「ここで一緒に研究をしたい」と世界中から研究者

10年位で研究し、その後もっと実用的なものを作ろうというこが訪ねて来られます。

とになっています。日本にも実験装置を遠隔操作する拠点が作られ、実証試験が行われています。

ラズマ装置。
特有の利点は、比較的低い温度帯（室
温〜500℃）の材料照射実験が可能なことで、空冷により温度の微調整ができること。
プラズマ化するガスの種類としてヘリウムを使用することが多く、タングステンへの照射が中心だったが、最近はいろいろな組み合わせも試して密度の高いプラズマってどうやって測るんですか？温度いる。
電極材料としてトゲトゲのシリコンを作製しはどれ位？

たり、窒化ガリウムに凸凹構造を作ることで発光

この核融合炉の壁に（前述の）タングステンを使えるの大野ではないかということですか？

法があって、（1）
レーザートムソン散乱計測 という名前があ

オレンジ色の部品は強力な電磁コイルであり、収束された長細いプラズ

ITERは核融合発電を実現できるか実証するためのるんですけど、そういうレーザーを使った計測。これがこのマに対して、
多種多様な計測ができる。
ITERの壁材料として使用予定のタ

実験装置なのですが、すごく大規模なので気軽に試すことは業界では一番信頼性が高いと言われています。
（2）プラズマ

できないですし 、まずはうちの 研究 室にあるナグディスの発光から密度・温度を出す手法 （3）電極を短時間だけ入（NAGDIS-II）を使って研究しています。これは私等が設計しれて溶けないうちに出して電気的に測る手法 この装置は３た装置で、名前は名古屋ダイバータープラズマシミュレーター

つとも持っていて、プラズマの温度や密度がどうなっているかの略。結構密度が高いプラズマを作れるんですが、田中先生

等、全てわかるよう計測は結構凝っていて、プラズマがトータ

大野

温度は大体数万℃位になります。計測には３つの手デバイス（ランダムレーザー）用の素子として応用▲直線型ダイバータ模擬実験装置NAGDIS-llする研究も行われている。
《→ P18「研究報告07」参照》

ングステン（高融点金属）に、軽い原子のヘリウムプラズマを照射して表面を観察することで、「綿毛状の変な構造ができる」
ことを発見した装置。
その発見が、光を吸収するような応用や、表面積が大きくなることを利用した光触媒の研究にも発展している。

▶昇温脱離ガス分析装置TDS

ルでわかるように計測装置が山のようについています。

下部の青と銀色の箱が赤外線で加熱できるオーブンなっており、
約1800℃まで加熱できる。金属は加熱することによ織り成 す 未 来 へり、内部に吸蔵されていたガスが抜け出てくるが、その原子・分子の質量数やそのキューマスレゴで作られた装置（NAGDIS-II）
が楽し気ですが、趣量を、上部に取り付けられた２台のQMS（四重極質量分析器）で計測する。
外観は味は？
田中

最近は子供（６歳）と遊ぶことが中心ですね。それかNAGDIS-II（下）と操作風

らレゴテクニック（モータ、歯車や車軸、タイヤ等の機構部品

景（右）： 核融合装置で生が入っているレゴのシリーズ）をがんばっています。最近はみ出される高熱流のプラ似ているが、右側はより高性能で、質量がほぼ同じヘリウム原子と重水素分 子（ともに4u※）をも分解できる。
核融合炉のプラズマやガスは、燃料の水素と反応生成物のヘリウムが混ざった

モータのある製品を買い足したので、状態となっており、複合的な効果を調べ

その様子、
およびプラズマ

さらにいろいろもっと遊べますね。

るために開発された装置。

を 濃くする（ 密 度を上げ

子供を理系方向へと誘導してる）ための研究等を行っています（笑）。

ズマが当たる壁の材料やいる。

レゴでNAGDIS-IIを作ってみた！
（大野研有志作）※u： 統一原子質量単位（atomic mass unit）。分子、原子、原子核、中性子、陽子などの質量を表すのに用いる単位である。
1個の陽子あるいは中性子の質量にほぼ等しく、
1u＝1.66054×10−27kg

先生お二方とも大変お優しそうですよね。
大野先生も趣味をお持ちですか？
大野

では、そんな未来ある若者にメッセージを。
大野

太陽電池や核融合はもちろん、例えば半導体を作る

子供のころからずっと続けている趣味は将棋で、高校プロセスの8 0％以 上でプラズマの技 術が 使われていて、の頃は県の大会で優勝したこともあるくらい一生懸命やって「2nm(ナノメートル)で溝を彫る」みたいな話も、プラズマの技

いました。最近は「観る将」っていう言葉があるんですが、イ術を高めないとできない話なんです。最近ですと生物にプランターネットで一応毎日棋譜はチェックしています。またまたズマを当てると生育が早くなるということで生物の人たちと一余談ですが、大分昔に、瀬戸でオーケストラをやってる核融緒に仕事をしたり、材料の人と一緒に仕事をしたりします。プ合研究仲間に、メンバーの方から「うちの子供は一日中将棋

ラズマの技術が一つの軸になって、分野の横断で海外の人たばっかりしてますが大丈夫でしょうか」と相談があったんです。

ちともどんどん繋がりを持って、半導体を良くしたり太陽電池「将棋は頭にいいからいいと思いますよ。」
なんて答えたんですを安くできたり、エネルギー問題を解決に向けられたらとてもが、それが藤井聡太さんのお母さんだったと後から分かっていい世界が来ると思います。ぜひそういう所へ進んでもらえた

驚きました。一日中将棋をする小学生って、集中力がすごい

らと思います。

ですよね。

聞き手・文／IMaSS広報委員会 池永英司、小西雅代

特集

大野哲靖研究室

NAGDIS-II（部分）
電極を入れる、
レーザーを入れる、プラズマが発光しているところから、「お前ちょっと温度▼高性能プラズマ照射装置 Co-NAGDIS◉装置説明

高いんじゃないかとか、密度高いんじゃない

NAGDIS-llに学生が集中し、新しい実験が順番の？って顔色をうかがったりします（笑）
」

待ちになるという状況が起きたので、「そこまでのプラズマの長さや計測装置は要らない」という実験用に開発された、小さいながらもパワフルなプ

国、中国、インド）
で研究しており、核融合の原理はほぼ解明

が学生の頃随分改良してくれて、さらにどんどん密度が上され、実証実験を行うための共通の核融合炉（ITER（イー

がっていって、それを計測するための技術もどんどん高度化ター））をフランスに建設中です。これを10年位かけて作ってしたので、「ここで一緒に研究をしたい」と世界中から研究者

10年位で研究し、その後もっと実用的なものを作ろうというこが訪ねて来られます。

とになっています。日本にも実験装置を遠隔操作する拠点が作られ、実証試験が行われています。

ラズマ装置。
特有の利点は、比較的低い温度帯（室
温〜500℃）の材料照射実験が可能なことで、空冷により温度の微調整ができること。
プラズマ化するガスの種類としてヘリウムを使用することが多く、タングステンへの照射が中心だったが、最近はいろいろな組み合わせも試して密度の高いプラズマってどうやって測るんですか？温度いる。
電極材料としてトゲトゲのシリコンを作製しはどれ位？

たり、窒化ガリウムに凸凹構造を作ることで発光

この核融合炉の壁に（前述の）タングステンを使えるの大野ではないかということですか？

法があって、（1）
レーザートムソン散乱計測 という名前があ

オレンジ色の部品は強力な電磁コイルであり、収束された長細いプラズ

ITERは核融合発電を実現できるか実証するためのるんですけど、そういうレーザーを使った計測。これがこのマに対して、
多種多様な計測ができる。
ITERの壁材料として使用予定のタ

実験装置なのですが、すごく大規模なので気軽に試すことは業界では一番信頼性が高いと言われています。
（2）プラズマ

できないですし 、まずはうちの 研究 室にあるナグディスの発光から密度・温度を出す手法 （3）電極を短時間だけ入（NAGDIS-II）を使って研究しています。これは私等が設計しれて溶けないうちに出して電気的に測る手法 この装置は３た装置で、名前は名古屋ダイバータープラズマシミュレーター

つとも持っていて、プラズマの温度や密度がどうなっているかの略。結構密度が高いプラズマを作れるんですが、田中先生

等、全てわかるよう計測は結構凝っていて、プラズマがトータ

大野

温度は大体数万℃位になります。計測には３つの手デバイス（ランダムレーザー）用の素子として応用▲直線型ダイバータ模擬実験装置NAGDIS-llする研究も行われている。
《→ P18「研究報告07」参照》

ングステン（高融点金属）に、軽い原子のヘリウムプラズマを照射して表面を観察することで、「綿毛状の変な構造ができる」
ことを発見した装置。
その発見が、光を吸収するような応用や、表面積が大きくなることを利用した光触媒の研究にも発展している。

▶昇温脱離ガス分析装置TDS

ルでわかるように計測装置が山のようについています。

下部の青と銀色の箱が赤外線で加熱できるオーブンなっており、
約1800℃まで加熱できる。金属は加熱することによ織り成 す 未 来 へり、内部に吸蔵されていたガスが抜け出てくるが、その原子・分子の質量数やそのキューマスレゴで作られた装置（NAGDIS-II）
が楽し気ですが、趣量を、上部に取り付けられた２台のQMS（四重極質量分析器）で計測する。
外観は味は？
田中

最近は子供（６歳）と遊ぶことが中心ですね。それかNAGDIS-II（下）と操作風

らレゴテクニック（モータ、歯車や車軸、タイヤ等の機構部品

景（右）： 核融合装置で生が入っているレゴのシリーズ）をがんばっています。最近はみ出される高熱流のプラ似ているが、右側はより高性能で、質量がほぼ同じヘリウム原子と重水素分 子（ともに4u※）をも分解できる。
核融合炉のプラズマやガスは、燃料の水素と反応生成物のヘリウムが混ざった

モータのある製品を買い足したので、状態となっており、複合的な効果を調べ

その様子、
およびプラズマ

さらにいろいろもっと遊べますね。

るために開発された装置。

を 濃くする（ 密 度を上げ

子供を理系方向へと誘導してる）ための研究等を行っています（笑）。

ズマが当たる壁の材料やいる。

レゴでNAGDIS-IIを作ってみた！
（大野研有志作）※u： 統一原子質量単位（atomic mass unit）。分子、原子、原子核、中性子、陽子などの質量を表すのに用いる単位である。
1個の陽子あるいは中性子の質量にほぼ等しく、
1u＝1.66054×10−27kg

先生お二方とも大変お優しそうですよね。
大野先生も趣味をお持ちですか？
大野

では、そんな未来ある若者にメッセージを。
大野

太陽電池や核融合はもちろん、例えば半導体を作る

子供のころからずっと続けている趣味は将棋で、高校プロセスの8 0％以 上でプラズマの技 術が 使われていて、の頃は県の大会で優勝したこともあるくらい一生懸命やって「2nm(ナノメートル)で溝を彫る」みたいな話も、プラズマの技

いました。最近は「観る将」っていう言葉があるんですが、イ術を高めないとできない話なんです。最近ですと生物にプランターネットで一応毎日棋譜はチェックしています。またまたズマを当てると生育が早くなるということで生物の人たちと一余談ですが、大分昔に、瀬戸でオーケストラをやってる核融緒に仕事をしたり、材料の人と一緒に仕事をしたりします。プ合研究仲間に、メンバーの方から「うちの子供は一日中将棋

ラズマの技術が一つの軸になって、分野の横断で海外の人たばっかりしてますが大丈夫でしょうか」と相談があったんです。

ちともどんどん繋がりを持って、半導体を良くしたり太陽電池「将棋は頭にいいからいいと思いますよ。」
なんて答えたんですを安くできたり、エネルギー問題を解決に向けられたらとてもが、それが藤井聡太さんのお母さんだったと後から分かっていい世界が来ると思います。ぜひそういう所へ進んでもらえた

驚きました。一日中将棋をする小学生って、集中力がすごい

らと思います。

ですよね。

聞き手・文／IMaSS広報委員会 池永英司、小西雅代

退 職 の ご 挨 拶

環境工学研究37年

あと43年研究者人生が廃棄物・有害物質 の 微生物分解からあったなら微生物電気化学システムへ
物理学の始祖ともいえるガリレ
オが落体の実験を行ったといわれシステム創成部門 循環システム部

るピサの斜塔を支える中村。ニュー片山 新太

トリノ振動実験OPERA遂行のた

KATAYAMA, Arata

めに足繁くイタリアに通いました。

教授

この写真は仕事と関係なく家族を連れてイタリアを旅行した2009年

2023年3月で、定年退職となります。関係の皆様には、
これまで大変お世話になり深く感謝申し上げます。
1986年4月、博士号取得後に名古屋大学農学部助手を費やす実験もあり大変な忍耐が強いられますが、学

高度計測実践センター 素粒子計測部

生・研究員諸氏みんなが熱心に取り組んで成果を上げ

教授てくださり、感謝しかありません。

に採用して頂きました。当時の農耕地土壌のダイオキシ

振り返れば、カリフォルニア大学の博士研究員だった

ン汚染問題に対応して、芳香族塩素化合物の土壌微生時のボスである故松村文夫先生の言葉「自由な発想で物分解に関する研究を始めました。また畜産廃棄物によアイデアを考え、アイデアを知識経験に基づいて組立てる水系硝酸汚染が顕在化し、畜産廃棄物の堆肥化を研実現・実証し、得た成果を広い知識に基づいて批判す究しました。1990年代後半に揮発性有機化合物の地下ること、この3つを続けること」を、座右の銘としてきまし

水汚染が問題となり、難処 理 人 工物研究センターにた。アイデアマン（多少辻褄が合わなくても気にしな

2000年に異動しました。その後エコトピア科学研究所をい）、組立実施者（正確な実験計画と実施）、批評家

経て2015年から現在の所属となりました。地下水汚染浄（こんな研究意味あるの？と自己批判）と、相反する事化への寄与を目指し、微生物マーカーを用いた浄化期間を1人で行う3重人格？であれということです。私にとっ予測や、浄化の鍵となる嫌気性脱塩素菌を研究しましては、難しい研究テーマにも「研究はギャンブルだ」とた。それらの研究から、微生物細胞間で電子をやりとり捉えて楽しく取り組めるようになり大変役立ちました。

する細胞外電子伝達能力が土壌有機物に見つかりましこの3重人格的考え方を皆様にもお勧めします。

た。これを利用して電気を微生物細胞に供給する微生

以上の様に学生・研究員諸氏と一緒に試行錯誤しな

物電気化学システムを作製し、二酸化炭素固定や窒素がら研究することができ、それを可能としてくださった

固定の反応促進を研究しました。また2011年の東日本大

未来材料・システム研究所の皆様には深く感謝致しま

震災の後では、放射性セシウム汚染農地の浄化に関すす。昨今、大学の環境は厳しくなるばかりですが、研究る研究も行いました。環境工学の研究は時々の課題に所の皆様のご研究が花開き、より良い社会の構築に貢取り組むために、研究テーマ・手法も多様で、新手法を献されることを祈念しております。

素早く身につけて研究することが必要となりますが、私

夏休みの時のもの。塔の前のLady

中村 光廣

は無関係の観光客です。彼女も斜NAKAMURA, Mitsuhiro

塔を支えているようです。

退職するにあたって思う事は、本当に自然は広大で、にのみ長けた（ようにみえる）官僚たち、きな臭くなって一人の研究者の人生で追求できることなどはごくわずかきた国際情勢など、確かに不安な要素ばかりです。でもであったなあという事です。それでも、タウニュートリノ

私は人間というのは基本的にそんなにたわけた存在での発見やニュートリノ振動の存在検証に当事者の一人とはないと信じたいと思います。

して立ち会ったり、ピラミッドの未知の空洞発見の現場

次の43年もし研究者人生を繰り返すことができるなに出くわしたりと、1980年に信州大学から名大の院へ来らば、この43年で心に引っかかっている事象の追及にた時には想像もできなかったような知的な興奮とスリル

まずは着手するでしょう。一つは地上や地下で観測されを味わうことができたのは本当に幸運であったと思いま

たミューオン点源。1950年代の名大の先哲・関戸弥太

す。まずこのようなめぐりあわせをもたらしてくれた人々と郎博士らの観測、80年代の地下での白鳥座X-3関連ののつながり、出会い、それを可能としてくれた名古屋の観測、90年代のLEP・L３の観測などです。突発事象と地、そして何よりも研究への没頭を可能としてくれた平和

見られ常識的解釈が難しい事象です。今一つは70年代な時代に深く感謝したいと思っています。

の原子核乾板を用いた気球実験で捕らえられたモノポ

次の43年、私に許されたような基礎研究への没頭がール事象です。もっともありそうな解釈が、質量数が可能になるような時代になるかどうか・・多くの方々が不1000以上の常識的にはありそうにもない原子核となっ安に思い、重苦しい雰囲気の中、向風に立ち向かっておています。科学は再現可能なものを真実とみなすわけ

られる事と思います。学問の本質を理解せず、不遜で間ですが、このような一研究者の人生の中では稀にしかお違いを認めない（ようにみえる）政治家たち、そして忖度

目にかかれない様な事象は、その対象となりにくいのではないでしょうか。今ならば、我々の研究グループが培の場合は微生物研究を続けることができ幸運でした。一

ってきた最新の原子核乾板技術を駆使して、このような方で、微生物、特に嫌気性微生物の研究では数ヶ月〜年

稀な事象にも迫ることができるのではないかと密かに思っています。
よく考えてみると、実は世の中は二度と繰り返すことの無いもので満ち満ちているのではないでしょうか。そして人生もまたそのひとつであると思います。次の43年のことは次の人達に託しましょう。そして、次の43年もまた基本的に平和な日本と世界であることを、心から願わずにはいられません。

2022年度末の卒業式時の研究室

硝酸除去用生物電気化学システム、右側の茶色の物質が高エネルギーの宇宙線が乳剤中の原子と衝突して起こった反応を

細胞外電子伝達物質

とらえた顕微鏡写真退 職 の ご 挨 拶

環境工学研究37年

あと43年研究者人生が廃棄物・有害物質 の 微生物分解からあったなら微生物電気化学システムへ
物理学の始祖ともいえるガリレ
オが落体の実験を行ったといわれシステム創成部門 循環システム部

るピサの斜塔を支える中村。ニュー片山 新太

トリノ振動実験OPERA遂行のた

KATAYAMA, Arata

めに足繁くイタリアに通いました。

教授

この写真は仕事と関係なく家族を連れてイタリアを旅行した2009年

2023年3月で、定年退職となります。関係の皆様には、
これまで大変お世話になり深く感謝申し上げます。
1986年4月、博士号取得後に名古屋大学農学部助手を費やす実験もあり大変な忍耐が強いられますが、学

高度計測実践センター 素粒子計測部

生・研究員諸氏みんなが熱心に取り組んで成果を上げ

教授てくださり、感謝しかありません。

に採用して頂きました。当時の農耕地土壌のダイオキシ

振り返れば、カリフォルニア大学の博士研究員だった

ン汚染問題に対応して、芳香族塩素化合物の土壌微生時のボスである故松村文夫先生の言葉「自由な発想で物分解に関する研究を始めました。また畜産廃棄物によアイデアを考え、アイデアを知識経験に基づいて組立てる水系硝酸汚染が顕在化し、畜産廃棄物の堆肥化を研実現・実証し、得た成果を広い知識に基づいて批判す究しました。1990年代後半に揮発性有機化合物の地下ること、この3つを続けること」を、座右の銘としてきまし

水汚染が問題となり、難処 理 人 工物研究センターにた。アイデアマン（多少辻褄が合わなくても気にしな

2000年に異動しました。その後エコトピア科学研究所をい）、組立実施者（正確な実験計画と実施）、批評家

経て2015年から現在の所属となりました。地下水汚染浄（こんな研究意味あるの？と自己批判）と、相反する事化への寄与を目指し、微生物マーカーを用いた浄化期間を1人で行う3重人格？であれということです。私にとっ予測や、浄化の鍵となる嫌気性脱塩素菌を研究しましては、難しい研究テーマにも「研究はギャンブルだ」とた。それらの研究から、微生物細胞間で電子をやりとり捉えて楽しく取り組めるようになり大変役立ちました。

する細胞外電子伝達能力が土壌有機物に見つかりましこの3重人格的考え方を皆様にもお勧めします。

た。これを利用して電気を微生物細胞に供給する微生

以上の様に学生・研究員諸氏と一緒に試行錯誤しな

物電気化学システムを作製し、二酸化炭素固定や窒素がら研究することができ、それを可能としてくださった

固定の反応促進を研究しました。また2011年の東日本大

未来材料・システム研究所の皆様には深く感謝致しま

震災の後では、放射性セシウム汚染農地の浄化に関すす。昨今、大学の環境は厳しくなるばかりですが、研究る研究も行いました。環境工学の研究は時々の課題に所の皆様のご研究が花開き、より良い社会の構築に貢取り組むために、研究テーマ・手法も多様で、新手法を献されることを祈念しております。

素早く身につけて研究することが必要となりますが、私

夏休みの時のもの。塔の前のLady

中村 光廣

は無関係の観光客です。彼女も斜NAKAMURA, Mitsuhiro

塔を支えているようです。

退職するにあたって思う事は、本当に自然は広大で、にのみ長けた（ようにみえる）官僚たち、きな臭くなって一人の研究者の人生で追求できることなどはごくわずかきた国際情勢など、確かに不安な要素ばかりです。でもであったなあという事です。それでも、タウニュートリノ

私は人間というのは基本的にそんなにたわけた存在での発見やニュートリノ振動の存在検証に当事者の一人とはないと信じたいと思います。

して立ち会ったり、ピラミッドの未知の空洞発見の現場

次の43年もし研究者人生を繰り返すことができるなに出くわしたりと、1980年に信州大学から名大の院へ来らば、この43年で心に引っかかっている事象の追及にた時には想像もできなかったような知的な興奮とスリル

まずは着手するでしょう。一つは地上や地下で観測されを味わうことができたのは本当に幸運であったと思いま

たミューオン点源。1950年代の名大の先哲・関戸弥太

す。まずこのようなめぐりあわせをもたらしてくれた人々と郎博士らの観測、80年代の地下での白鳥座X-3関連ののつながり、出会い、それを可能としてくれた名古屋の観測、90年代のLEP・L３の観測などです。突発事象と地、そして何よりも研究への没頭を可能としてくれた平和

見られ常識的解釈が難しい事象です。今一つは70年代な時代に深く感謝したいと思っています。

の原子核乾板を用いた気球実験で捕らえられたモノポ

次の43年、私に許されたような基礎研究への没頭がール事象です。もっともありそうな解釈が、質量数が可能になるような時代になるかどうか・・多くの方々が不1000以上の常識的にはありそうにもない原子核となっ安に思い、重苦しい雰囲気の中、向風に立ち向かっておています。科学は再現可能なものを真実とみなすわけ

られる事と思います。学問の本質を理解せず、不遜で間ですが、このような一研究者の人生の中では稀にしかお違いを認めない（ようにみえる）政治家たち、そして忖度

目にかかれない様な事象は、その対象となりにくいのではないでしょうか。今ならば、我々の研究グループが培の場合は微生物研究を続けることができ幸運でした。一

ってきた最新の原子核乾板技術を駆使して、このような方で、微生物、特に嫌気性微生物の研究では数ヶ月〜年

稀な事象にも迫ることができるのではないかと密かに思っています。
よく考えてみると、実は世の中は二度と繰り返すことの無いもので満ち満ちているのではないでしょうか。そして人生もまたそのひとつであると思います。次の43年のことは次の人達に託しましょう。そして、次の43年もまた基本的に平和な日本と世界であることを、心から願わずにはいられません。

2022年度末の卒業式時の研究室

硝酸除去用生物電気化学システム、右側の茶色の物質が高エネルギーの宇宙線が乳剤中の原子と衝突して起こった反応を

細胞外電子伝達物質

とらえた顕微鏡写真

研究報告◉

01

研究報告◉

水素イオン注入がSiCパワー半導体の課題を解決〜信頼性の高い半導体の実現により社会全体の省エネルギー化に期待〜▲研究紹介ページへ【関連発表情報】

02

混ぜるだけでタンパク質分子を封入可能な
DNA修飾金ナノ粒子結晶の作製に成功！
〜ドラッグデリバリーシステムのキャリアなどへの応用に期待〜▲研究紹介ページへ

未来材料・システム研究所の田川 美穂 准教授、ルのみから構成される材料に比べて、乾燥下でも立Epitaxial Layer by Proton Irradiation

横森 真麻 特任助教の研究グループは、国立研究

体 構造が壊れにくいといった利点をもちます。この

著者名：S. Harada, T. Mii, H. Sakane, M. Kato,

開発法人産業技術総合研究所 生物プロセス部門

DNA修飾金ナノ粒子結晶が有する生体分子との親URL：https://doi.org/10.1038/s41598-022-17060-yの菅野 茂夫 主任研究員、鈴木 隼人 産総研特別

和性や剛性、構造規則性、光学特性等を生かすこと

陥の拡張を水素イオンの注入により抑制することに成

演題： Suppression of recombination enhanced dislocation glide

研究員、
中村 彰良 研究員の研究グループとの共同で、
ドラッグデリバリーシステムのキャリアやバイオセ

功しました。
従来のSiCパワー半導体でダイオード電

motion in 4H-SiC by hydrogen ion implantation

研究で、タンパク質などのナノスケールサイズの分子ンサー、
新規材料創製などへの応用が期待されます。

Kato

を簡便、迅速に封入可能なDNA修飾金ナノ粒子結本研究成果は、2022年9月6日付イギリス科学雑誌

学会名：19th International Conference on Silicon Carbide and晶の開発に成功しました。

未来材料・システム研究所の原田 俊太 准教授は、
名古屋工業大学大学院工学研究科の加藤 正史 准教授および住重アテックス株式会社の研究チームとの共同研究で、
SiCパワー半導体を劣化させる結晶欠流を大きくすると、積層欠陥という結晶欠陥が拡張し、拡張した積層欠陥が電気抵抗を増大させてしまうという課題がありました。
図１の概念図に示すように、

論文名：Suppression of Stacking Fault Expansion in a 4H-SiC

雑誌名：Scientiﬁc Reports (2022) 12:13542

著者名：Shunta Harada, Toshiki Mii, Hitoshi Sakane, Masashi

Related Materials 2022

「Soft Matter」に掲載されました。

本研究では、金ナノ粒子の表面にDNAを修飾す

公表日：2022年9月15日

SiCエピウェハへの水素イオン注入により積層欠陥のURL：https://icscrm2022.org/

ることで、DNAのプログラマブルな性質を利用して【論文情報】

拡張が抑制され、長期信頼性が保たれたSiCパワー

演題： Suppression of stacking fault expansion in SiC PiN diodes

粒子間距離や空間配置を制御し、結晶内の細孔にゲ論文タイトル：DNA-functionalized colloidal crystals for

半導体を作製できることになります。
この成果は低コ

著者名：M. Kato, O. Watanabe, T. Mii, H. Sakane, S. Harada

ノム編集酵素CRISPR-Cas9等を封入することに成

学会名：19th International Conference on Silicon Carbide and

功しました。

ストで高い信頼性を有するSiCパワー半導体の実現に貢献します。
なお、
本研究はNEDO（国立研究開発

by H+ implantation

Related Materials 2022

Shigeo S. Sugano and Miho Tagawa ※本学関係教員は下線

法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）の、
産学

URL：https://icscrm2022.org/

共鳴に基づく特異な光学特性等を発揮する材料と連携に取り組む若手研究者を支援する「官民による

演題： プロトン注入によるSiCエピタキシャル層の基底面部分転位のして期待されており、また、DNAなどソフトマテリア

若手研究者発掘支援事業（JPNP20004）」の一環で行われました。

著者名：原田俊太、
三井俊樹、
坂根仁、
加藤正史

演題： H 注入によるSiC PiNダイオード内積層欠陥拡張の抑制

Related Materials 2022、および2022年9月20日より開分子封入

学会名：2022年 第83回応用物理学会秋春季学術講演会
公表日：2022年9月20日

ビオチン ー ストレプトアビジン相互作用

添加

URL：https://meeting.jsap.or.jp/

水素イオン注入なし

水素イオン注入あり

DNAを介した粒子間距離制御が可能な
DNA修飾金ナノ粒子結晶

IMaSS YouTube チャンネル紹介

1,0mm

Part1
研究紹介《IMaSS未来予想図》編

1,0mm
（b）
水素イオン注入あり（a）
水素イオン注入なし

エピ/基板界面への注入
エピ層

部分転位が運動

積層欠陥

エピ層

基底面転位
基板

2SM00949H

URL：https://meeting.jsap.or.jp/

著者名：渡邉王雅、
三井俊樹、
原田俊太、
坂根仁、
加藤正史

演会にて発表されました。

URL:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/SM/D

公表日：2022年9月20日

International Conference on Silicon Carbide and
催された2022年 第83回応用物理学会秋春季学術講

DOI: 10.1039/D2SM00949H

運動抑制
学会名：2022年 第83回応用物理学会秋春季学術講演会

本研究成果は2022年9月11日より開催された19th

macromolecular encapsulation
著者：Maasa Yokomori, Hayato Suzuki, Akiyoshi Nakamura,

DNA修飾金ナノ粒子結晶は局在表面プラズモン

公表日：2022年9月15日

雑誌名：Soft Matter

DNA結合性タンパク質

研究紹介動画や部門紹介など、渾身の制作動画がYouTubeにアップしてありますので、ぜひ、ご覧ください。IMaSS YouTubeチャンネル紹介
Part1は、研究紹介《IMaSS未来予想図》です。チャンネル登録もよろしく
お願いします。
（https://www.youtube.com/@user-eg4ir7jt5q）

部分転位に水素もしくは点欠陥が固着基底面転位

基板

積層欠陥の拡張抑制

図1 SiCエピウェハ断面構造の模式図。
(a)水素イオン注入なしの場合、(b)水素イオン注入ありの場合【新開発！】 GaN 加工の新技術がスゴすぎる！
パワー半導体の普及が加速！？
https://youtu.be/PTHXJdOzO6Y【新発明！】次世代エアカーテン装置がスゴすぎる！
新型コロナウイルスを不活化！
https://youtu.be/dqoZ1bpGaqs

研究報告◉

01

研究報告◉

水素イオン注入がSiCパワー半導体の課題を解決〜信頼性の高い半導体の実現により社会全体の省エネルギー化に期待〜▲研究紹介ページへ【関連発表情報】

02

混ぜるだけでタンパク質分子を封入可能な
DNA修飾金ナノ粒子結晶の作製に成功！
〜ドラッグデリバリーシステムのキャリアなどへの応用に期待〜▲研究紹介ページへ

未来材料・システム研究所の田川 美穂 准教授、ルのみから構成される材料に比べて、乾燥下でも立Epitaxial Layer by Proton Irradiation

横森 真麻 特任助教の研究グループは、国立研究

体 構造が壊れにくいといった利点をもちます。この

著者名：S. Harada, T. Mii, H. Sakane, M. Kato,

開発法人産業技術総合研究所 生物プロセス部門

DNA修飾金ナノ粒子結晶が有する生体分子との親URL：https://doi.org/10.1038/s41598-022-17060-yの菅野 茂夫 主任研究員、鈴木 隼人 産総研特別

和性や剛性、構造規則性、光学特性等を生かすこと

陥の拡張を水素イオンの注入により抑制することに成

演題： Suppression of recombination enhanced dislocation glide

研究員、
中村 彰良 研究員の研究グループとの共同で、
ドラッグデリバリーシステムのキャリアやバイオセ

功しました。
従来のSiCパワー半導体でダイオード電

motion in 4H-SiC by hydrogen ion implantation

研究で、タンパク質などのナノスケールサイズの分子ンサー、
新規材料創製などへの応用が期待されます。

Kato

を簡便、迅速に封入可能なDNA修飾金ナノ粒子結本研究成果は、2022年9月6日付イギリス科学雑誌

学会名：19th International Conference on Silicon Carbide and晶の開発に成功しました。

未来材料・システム研究所の原田 俊太 准教授は、
名古屋工業大学大学院工学研究科の加藤 正史 准教授および住重アテックス株式会社の研究チームとの共同研究で、
SiCパワー半導体を劣化させる結晶欠流を大きくすると、積層欠陥という結晶欠陥が拡張し、拡張した積層欠陥が電気抵抗を増大させてしまうという課題がありました。
図１の概念図に示すように、

論文名：Suppression of Stacking Fault Expansion in a 4H-SiC

雑誌名：Scientiﬁc Reports (2022) 12:13542

著者名：Shunta Harada, Toshiki Mii, Hitoshi Sakane, Masashi

Related Materials 2022

「Soft Matter」に掲載されました。

本研究では、金ナノ粒子の表面にDNAを修飾す

公表日：2022年9月15日

SiCエピウェハへの水素イオン注入により積層欠陥のURL：https://icscrm2022.org/

ることで、DNAのプログラマブルな性質を利用して【論文情報】

拡張が抑制され、長期信頼性が保たれたSiCパワー

演題： Suppression of stacking fault expansion in SiC PiN diodes

粒子間距離や空間配置を制御し、結晶内の細孔にゲ論文タイトル：DNA-functionalized colloidal crystals for

半導体を作製できることになります。
この成果は低コ

著者名：M. Kato, O. Watanabe, T. Mii, H. Sakane, S. Harada

ノム編集酵素CRISPR-Cas9等を封入することに成

学会名：19th International Conference on Silicon Carbide and

功しました。

ストで高い信頼性を有するSiCパワー半導体の実現に貢献します。
なお、
本研究はNEDO（国立研究開発

by H+ implantation

Related Materials 2022

Shigeo S. Sugano and Miho Tagawa ※本学関係教員は下線

法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）の、
産学

URL：https://icscrm2022.org/

共鳴に基づく特異な光学特性等を発揮する材料と連携に取り組む若手研究者を支援する「官民による

演題： プロトン注入によるSiCエピタキシャル層の基底面部分転位のして期待されており、また、DNAなどソフトマテリア

若手研究者発掘支援事業（JPNP20004）」の一環で行われました。

著者名：原田俊太、
三井俊樹、
坂根仁、
加藤正史

演題： H 注入によるSiC PiNダイオード内積層欠陥拡張の抑制

Related Materials 2022、および2022年9月20日より開分子封入

学会名：2022年 第83回応用物理学会秋春季学術講演会
公表日：2022年9月20日

ビオチン ー ストレプトアビジン相互作用

添加

URL：https://meeting.jsap.or.jp/

水素イオン注入なし

水素イオン注入あり

DNAを介した粒子間距離制御が可能な
DNA修飾金ナノ粒子結晶

IMaSS YouTube チャンネル紹介

1,0mm

Part1
研究紹介《IMaSS未来予想図》編

1,0mm
（b）
水素イオン注入あり（a）
水素イオン注入なし

エピ/基板界面への注入
エピ層

部分転位が運動

積層欠陥

エピ層

基底面転位
基板

2SM00949H

URL：https://meeting.jsap.or.jp/

著者名：渡邉王雅、
三井俊樹、
原田俊太、
坂根仁、
加藤正史

演会にて発表されました。

URL:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/SM/D

公表日：2022年9月20日

International Conference on Silicon Carbide and
催された2022年 第83回応用物理学会秋春季学術講

DOI: 10.1039/D2SM00949H

運動抑制
学会名：2022年 第83回応用物理学会秋春季学術講演会

本研究成果は2022年9月11日より開催された19th

macromolecular encapsulation
著者：Maasa Yokomori, Hayato Suzuki, Akiyoshi Nakamura,

DNA修飾金ナノ粒子結晶は局在表面プラズモン

公表日：2022年9月15日

雑誌名：Soft Matter

DNA結合性タンパク質

研究紹介動画や部門紹介など、渾身の制作動画がYouTubeにアップしてありますので、ぜひ、ご覧ください。IMaSS YouTubeチャンネル紹介
Part1は、研究紹介《IMaSS未来予想図》です。チャンネル登録もよろしく
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（https://www.youtube.com/@user-eg4ir7jt5q）

部分転位に水素もしくは点欠陥が固着基底面転位

基板

積層欠陥の拡張抑制

図1 SiCエピウェハ断面構造の模式図。
(a)水素イオン注入なしの場合、(b)水素イオン注入ありの場合【新開発！】 GaN 加工の新技術がスゴすぎる！
パワー半導体の普及が加速！？
https://youtu.be/PTHXJdOzO6Y【新発明！】次世代エアカーテン装置がスゴすぎる！
新型コロナウイルスを不活化！
https://youtu.be/dqoZ1bpGaqs

研究報告◉

03

研究報告◉

強力なレーザーを使ってエネルギーがそろった
純度100％の陽子ビーム発生に成功〜レーザー駆動陽子ビーム加速器の実現へ向けて大きく前進〜▲研究紹介ページへ04

ナノ粒子の表面プラズモン励起緩和過程を観察〜ピコ秒パルス電子線を用いた100kV透過電子顕微鏡の実現とそれを用いたエネルギー分析法の確立〜

未来材料・システム研究所の北川 暢子 特任助

径約0.3マイクロメートル程度にそろえることで、エネ

未来材料・システム研究所の桒原 真人 准教授、

教、
森島 邦博 准教授は、
国立研究開発法人量子科

ルギー変動を約11％に抑えた陽子ビームを発生させ

水野 りら 博士前期課程学生らの研究グループは、学技術研究開発機構
（以下
「量研」
）
量子ビーム科学ることができるようになりました。

株式会社日立製作所の森下 英郎 主任研究員、東部門関西光科学研究所（以下「関西研」）の福田 祐

本研究成果は、レーザー駆動陽子ビーム加速器

邦大学理学部の桒原 彰太 准教授、株式会社日立

仁 上席研究員と東京大学の神野 智史 助教（現日の実現に向けて不可欠な要素となる、高純度で高いハイテクの揚村 寿英 本部長との共同研究で、100本原子力研究開発機構）を中心とする、神戸大学、

エネルギー安定性を持つ陽子ビームの発生を可能に

kV時間分解電子顕微鏡を開発し、ナノ粒子における▲研究紹介ページへ

本研究成果は、2022年10月6日付学術雑誌「Applied
Physics Letters」に掲載されました。
【論文情報】
雑誌名：Applied Physics Letters
論文タイトル：Transient electron energy-loss spectroscopy of
optically stimulated gold nanoparticles using picosecond pulsed
electron beam

京都大学との共同研究グループと共に、水素クラスする基盤技術となります。今後、従来の加速器で発表面プラズモンの光励起緩和過程をピコ秒オーダー

著者：Makoto Kuwahara, Lira Mizuno, Rina Yokoi, Hideo

ターと呼ばれる大きさがマイクロメートル（1ミリメート

生する陽子ビームのパルス幅（バンチ長）に比べてで観察することに成功しました。
ピコ秒パルス電子をMorishita, Takafumi Ishida, Koh Saitoh, Nobuo Tanaka, Shota

ルの1000分の1）程度の球状の固体水素に超高強度1000分の１以上短いという特長を活かして、これまプローブとした電子エネルギー損失分光において、のレーザーを照射することによって、メガ電子ボルトで未知だった放射線による材料損傷の瞬間を捉えエネルギー損失強度、ピーク位置とその幅の緩和過という高いエネルギー領域でエネルギーがそろって分析することにより、材料劣化のメカニズムを解明

程を計測することにより、光励起したナノ粒子の緩た、
純度100％の陽子ビーム（以下、レーザー駆動陽し、放射線の影響が強い宇宙や原子力環境に耐えう

和時間の測定や温度変化の見積りに成功しました。

子ビームと呼ぶ）
を繰り返し発生させることに成功しる新材料開発などに貢献することが期待されます。

プラズモニクス材料へ適応を介して、パルス電子線を

本研究成果は、2022年10月12日10時（現地時間）に用いたエネルギー損失分光法による物質への応用ました。
これまでの金属やプラスチックの薄膜ターゲットを発行されたSpringer Nature社のオープンアクセス電用いたレーザー駆動陽子ビーム発生研究では、
ター

子ジャーナルScientiﬁc Reportsに掲載されました。

ゲット表面に付着している不純物に由来する炭素イ
オンや酸素イオンもレーザー照射によって同時に発生するため、陽子のみを選択的に繰り返して発生させることが大きな課題でした。
今回、
陽子ビームの元となる水素そのもので作られた水素クラスターをターゲットとして用いることにより、純度100％のメガ

Kuwahara, and Toshihide Agemura
DOI：10.1063/5.0108266
URL：https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0108266を実現しました。
本研究では、産学連携による新しい時間分解ナノ計測装置の実現を示しました。
また、
プラズモニクス【論文情報】
論文タイトル：Laser-driven multi-MeV high-purity proton

材料を用いた光エネルギー変換過程、熱電変換材

acceleration via anisotropic ambipolar expansion of micron-scale

料の局所的な熱緩和ナノ計測への展開が期待され

hydrogen clusters
著者：Satoshi Jinno, Masato Kanasaki, Takafumi Asai, Ryutaro

ます。

Matsui, Alexander S. Pirozhkov, Koichi Ogura, Akito Sagisaka,
Yasuhiro Miyasaka, Nobuhiko Nakanii, Masaki Kando, Nobuko
Kitagawa, Kunihiro Morishima, Satoshi Kodaira, Yasuaki

電子ボルトの陽子ビームを繰り返して発生させること

Kishimoto, Tomoya Yamauchi, Mitsuru Uesaka, Hiromitsuに成功しました。また、水素クラスターの大きさを直Kiriyama, and Yuji Fukuda

試料における励起パルスレーザーとプローブパルス電子線

エネルギー損失スペクトルの時間分解計測データとその時間CPA法をベースにして量研関西研で開発されたペタワット級超高強度レーザー装置
J-KAREN。世界トップクラスの強度を誇るレーザーとして、レーザープラズマ加速
実験、
エックス線発生実験などの高強度場科学研究に利用されています。

支持膜上の試料

試料の電子顕微鏡象

100-kV時間分解透過電子顕微鏡

研究報告◉

03

研究報告◉

強力なレーザーを使ってエネルギーがそろった
純度100％の陽子ビーム発生に成功〜レーザー駆動陽子ビーム加速器の実現へ向けて大きく前進〜▲研究紹介ページへ04

ナノ粒子の表面プラズモン励起緩和過程を観察〜ピコ秒パルス電子線を用いた100kV透過電子顕微鏡の実現とそれを用いたエネルギー分析法の確立〜

未来材料・システム研究所の北川 暢子 特任助

径約0.3マイクロメートル程度にそろえることで、エネ

未来材料・システム研究所の桒原 真人 准教授、

教、
森島 邦博 准教授は、
国立研究開発法人量子科

ルギー変動を約11％に抑えた陽子ビームを発生させ

水野 りら 博士前期課程学生らの研究グループは、学技術研究開発機構
（以下
「量研」
）
量子ビーム科学ることができるようになりました。

株式会社日立製作所の森下 英郎 主任研究員、東部門関西光科学研究所（以下「関西研」）の福田 祐

本研究成果は、レーザー駆動陽子ビーム加速器

邦大学理学部の桒原 彰太 准教授、株式会社日立

仁 上席研究員と東京大学の神野 智史 助教（現日の実現に向けて不可欠な要素となる、高純度で高いハイテクの揚村 寿英 本部長との共同研究で、100本原子力研究開発機構）を中心とする、神戸大学、

エネルギー安定性を持つ陽子ビームの発生を可能に

kV時間分解電子顕微鏡を開発し、ナノ粒子における▲研究紹介ページへ

本研究成果は、2022年10月6日付学術雑誌「Applied
Physics Letters」に掲載されました。
【論文情報】
雑誌名：Applied Physics Letters
論文タイトル：Transient electron energy-loss spectroscopy of
optically stimulated gold nanoparticles using picosecond pulsed
electron beam

京都大学との共同研究グループと共に、水素クラスする基盤技術となります。今後、従来の加速器で発表面プラズモンの光励起緩和過程をピコ秒オーダー

著者：Makoto Kuwahara, Lira Mizuno, Rina Yokoi, Hideo

ターと呼ばれる大きさがマイクロメートル（1ミリメート

生する陽子ビームのパルス幅（バンチ長）に比べてで観察することに成功しました。
ピコ秒パルス電子をMorishita, Takafumi Ishida, Koh Saitoh, Nobuo Tanaka, Shota

ルの1000分の1）程度の球状の固体水素に超高強度1000分の１以上短いという特長を活かして、これまプローブとした電子エネルギー損失分光において、のレーザーを照射することによって、メガ電子ボルトで未知だった放射線による材料損傷の瞬間を捉えエネルギー損失強度、ピーク位置とその幅の緩和過という高いエネルギー領域でエネルギーがそろって分析することにより、材料劣化のメカニズムを解明

程を計測することにより、光励起したナノ粒子の緩た、
純度100％の陽子ビーム（以下、レーザー駆動陽し、放射線の影響が強い宇宙や原子力環境に耐えう

和時間の測定や温度変化の見積りに成功しました。

子ビームと呼ぶ）
を繰り返し発生させることに成功しる新材料開発などに貢献することが期待されます。

プラズモニクス材料へ適応を介して、パルス電子線を

本研究成果は、2022年10月12日10時（現地時間）に用いたエネルギー損失分光法による物質への応用ました。
これまでの金属やプラスチックの薄膜ターゲットを発行されたSpringer Nature社のオープンアクセス電用いたレーザー駆動陽子ビーム発生研究では、
ター

子ジャーナルScientiﬁc Reportsに掲載されました。

ゲット表面に付着している不純物に由来する炭素イ
オンや酸素イオンもレーザー照射によって同時に発生するため、陽子のみを選択的に繰り返して発生させることが大きな課題でした。
今回、
陽子ビームの元となる水素そのもので作られた水素クラスターをターゲットとして用いることにより、純度100％のメガ

Kuwahara, and Toshihide Agemura
DOI：10.1063/5.0108266
URL：https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0108266を実現しました。
本研究では、産学連携による新しい時間分解ナノ計測装置の実現を示しました。
また、
プラズモニクス【論文情報】
論文タイトル：Laser-driven multi-MeV high-purity proton

材料を用いた光エネルギー変換過程、熱電変換材

acceleration via anisotropic ambipolar expansion of micron-scale

料の局所的な熱緩和ナノ計測への展開が期待され

hydrogen clusters
著者：Satoshi Jinno, Masato Kanasaki, Takafumi Asai, Ryutaro

ます。

Matsui, Alexander S. Pirozhkov, Koichi Ogura, Akito Sagisaka,
Yasuhiro Miyasaka, Nobuhiko Nakanii, Masaki Kando, Nobuko
Kitagawa, Kunihiro Morishima, Satoshi Kodaira, Yasuaki

電子ボルトの陽子ビームを繰り返して発生させること

Kishimoto, Tomoya Yamauchi, Mitsuru Uesaka, Hiromitsuに成功しました。また、水素クラスターの大きさを直Kiriyama, and Yuji Fukuda

試料における励起パルスレーザーとプローブパルス電子線

エネルギー損失スペクトルの時間分解計測データとその時間CPA法をベースにして量研関西研で開発されたペタワット級超高強度レーザー装置
J-KAREN。世界トップクラスの強度を誇るレーザーとして、レーザープラズマ加速
実験、
エックス線発生実験などの高強度場科学研究に利用されています。

支持膜上の試料

試料の電子顕微鏡象

100-kV時間分解透過電子顕微鏡

研究報告◉

05

研究報告◉

スピン流を光で完全に制御する新原理を開拓〜超高速・高性能な光スピントロニクスデバイスの実現に期待〜▲研究紹介ページへ

06

深紫外半導体レーザーの室温連続発振に世界で初めて成功〜2025年の実用化に向けて飛躍的に前進〜▲研究紹介ページへ

近年、電子が持つ小さな磁気の性質（スピン）を

本研究は、東北大学大学院理学研究科 松原 正

未来材料・システム研究所の天野 浩 教授らの研できる体制を構築し、アプリケーション開拓を推進し積極的に利用するスピントロニクス技術が、低消費和 准教授、
京都大学理学研究科 柳瀬 陽一 教授、究グループは、旭化成株式会社と共同で、
世界で初

ます。
さらに、
2025年度を目途に製品化を目指した取電力・高密度なデバイス実現の観点から注目を集め

東京大学先端科学技術研究センター 渡邉 光 助教

めてUV-C帯域274 nmの深紫外半導体レーザー

り組みを展開していきます。

ています。
スピントロニクス機能の多くは、
電流（電荷らと共同で行われたものです。

(UV-C LD)の室温連続発振に成功しました。UV-C

なお、本研究成果は、アメリカ物理学協会の学術の流れ）のスピン版であるスピン流（スピンの流れ）

本研究成果は、2022年11月7日（英国時間）
発行の

LDは殺菌や医療を始め幅広い応用が期待される光

雑誌「Applied Physics Letters」に受理され、2022

によって駆動されるため、スピン流の革新的な生成・

英国科学雑誌「Nature Communications」
に掲載さ

源で、
本共同研究グループは2019年、世界に先駆け年11月24日17時（日本時間）に名古屋大学学術機関

制御手法の開拓が求められていました。

れました。

てUV-C LDの室温パルス発振に成功しています。
今リポジトリで公開されました。

今回、未来材料・システム研究所の加藤 剛志 教
授と岩田 聡 教授（当時）
は、ナノ空間の対称性を人回その技術をさらに進化させ、より実用性のある直【論文情報】
雑誌名：Nature Communications

工操作した磁性メタマテリアルを新たに開発し、室論文タイトル：Polarization-controlled tunable directional

温かつ超高速で、スピン流の伝搬方向や大きさを光

spin-driven photocurrents in a magnetic metamaterial with

パルスの偏光状態により完全制御する新原理を開拓しました。
この成果は、
次世代のスピントロニクスデ
バイス設計の自由度を飛躍的に向上させるだけでな

threefold rotational symmetry

流電源によるレーザー発振に成功しました。
本共同研究グループは、
UV-C LD素子を形成す
る結晶の乱れがレーザー特性を劣化させることを見

著者：Masakazu Matsubara, Takatsugu Kobayashi, Hikaru

出し、
全く結晶の乱れが発生しない素子の作製に成Watanabe, Youichi Yanase, Satoshi Iwata, and Takeshi Kato

功しました。
これにより、
レーザー発振に必要な駆動

DOI番号：10.1038/s41467-022-34374-7
URL：https://doi.org/10.1038/s41467-022-34374-7

く、
従来の光科学技術・スピントロニクス技術をナノ

電力を従来の1/10までに低減させ、電池駆動も可能な室温連続発振を実現しました。

テクノロジーにより横断的かつ重層的に集積・発展さ

UV-C LDの特長を生かし、医療や殺菌などヘルせる超高速光スピントロニクスへの応用が期待されスケア用途、
ウイルス検知や微粒子などの計測やガます。

ス分析用途、
さらには金属や炭素素材、樹脂素材な光の偏光研究の概念図ど微細加工が難しい材料への高精細なレーザー加工用途への応用が期待されます。

偏光状態
スピン流

上段：光の偏光状態を表すポアンカレ球。光の任意の偏光状態は、ポアンカレ球上のある1点に対応する。赤道上の点はすべて直線偏光、北極と南極は左右円偏光、それ以外の点は楕円偏光に対応する。緯度によって偏光方向 θω を表し、経度によって楕円率角 εω を表すことで、光の任意の偏光状態を表すことができる。

今回室温連続発振が実現されたことで、様々な応【論文情報】■論文１：
雑誌名：Applied Physics Letters (アメリカ物理学協会 学術雑誌)
論文タイトル：Key temperature-dependent characteristics of
AlGaN-based UV-C laser diode and demonstration ofroom-temperature continuous-wave lasing
著者：Ziyi Zhang, Maki Kushimoto, Akira Yoshikawa, Koji Aoto,
Chiaki Sasaoka, Leo J. Schowalter, and Hiroshi Amano
DOI：10.1063/5.0124480 (2022年11月28日付電子版公開)
名古屋大学学術機関リポジトリURL :https://nagoya.repo.nii.ac.jp/records/2003984■論文２：
雑誌名：Applied Physics Letters (アメリカ物理学協会 学術雑誌)
論文タイトル：Local stress control to suppress dislocation
generation for pseudomorphically grown AlGaN UV-C laser
diodes
著者：Maki Kushimoto, Ziyi Zhang, Akira Yoshikawa, Koji Aoto,
Yoshio Honda, Chiaki Sasaoka, Leo J. Schowalter, and Hiroshi
Amano用システムへのUV-C LDの搭載が可能となり、
実用

DOI：10.1063/5.0124512 (2022年11月28日付電子版公開)化に向けて飛躍的な前進が期待されます。
今後も本名古屋大学学術機関リポジトリURL :共同研究グループは研究を発展させ、試作品を提供https://nagoya.repo.nii.ac.jp/records/2003985

1962 半導体レーザーの実現

下段：ナノ空間の対称性を人工操作した磁性メタマ
テリアルを用い、非接触かつバイアス印加無しで、光の偏光自由度（偏光方向 θω、楕円率角 εω）の利用によりスピン流（スピン偏極電流）Jm の伝搬方
向 θm や大きさ |Jm| を超高速で完全制御する。
垂直磁化

1989 窒化物半導体の黎明
1995 青紫色半導体レーザーの実現
2019 世界で初めて深紫外半導体レーザーのパルス電流注入による発振に成功
波長 270nm 帯の深紫外半導体レーザーの温室連続発振に世界初成功！

スピン流
磁性メタマテリアル

精細
レーザー
加工

入射光の偏光状態

局所殺菌
医療応用

DNA や微粒子
計測・解析用途

研究報告◉

05

研究報告◉

スピン流を光で完全に制御する新原理を開拓〜超高速・高性能な光スピントロニクスデバイスの実現に期待〜▲研究紹介ページへ

06

深紫外半導体レーザーの室温連続発振に世界で初めて成功〜2025年の実用化に向けて飛躍的に前進〜▲研究紹介ページへ

近年、電子が持つ小さな磁気の性質（スピン）を

本研究は、東北大学大学院理学研究科 松原 正

未来材料・システム研究所の天野 浩 教授らの研できる体制を構築し、アプリケーション開拓を推進し積極的に利用するスピントロニクス技術が、低消費和 准教授、
京都大学理学研究科 柳瀬 陽一 教授、究グループは、旭化成株式会社と共同で、
世界で初

ます。
さらに、
2025年度を目途に製品化を目指した取電力・高密度なデバイス実現の観点から注目を集め

東京大学先端科学技術研究センター 渡邉 光 助教

めてUV-C帯域274 nmの深紫外半導体レーザー

り組みを展開していきます。

ています。
スピントロニクス機能の多くは、
電流（電荷らと共同で行われたものです。

(UV-C LD)の室温連続発振に成功しました。UV-C

なお、本研究成果は、アメリカ物理学協会の学術の流れ）のスピン版であるスピン流（スピンの流れ）

本研究成果は、2022年11月7日（英国時間）
発行の

LDは殺菌や医療を始め幅広い応用が期待される光

雑誌「Applied Physics Letters」に受理され、2022

によって駆動されるため、スピン流の革新的な生成・

英国科学雑誌「Nature Communications」
に掲載さ

源で、
本共同研究グループは2019年、世界に先駆け年11月24日17時（日本時間）に名古屋大学学術機関

制御手法の開拓が求められていました。

れました。

てUV-C LDの室温パルス発振に成功しています。
今リポジトリで公開されました。

今回、未来材料・システム研究所の加藤 剛志 教
授と岩田 聡 教授（当時）
は、ナノ空間の対称性を人回その技術をさらに進化させ、より実用性のある直【論文情報】
雑誌名：Nature Communications

工操作した磁性メタマテリアルを新たに開発し、室論文タイトル：Polarization-controlled tunable directional

温かつ超高速で、スピン流の伝搬方向や大きさを光

spin-driven photocurrents in a magnetic metamaterial with

パルスの偏光状態により完全制御する新原理を開拓しました。
この成果は、
次世代のスピントロニクスデ
バイス設計の自由度を飛躍的に向上させるだけでな

threefold rotational symmetry

流電源によるレーザー発振に成功しました。
本共同研究グループは、
UV-C LD素子を形成す
る結晶の乱れがレーザー特性を劣化させることを見

著者：Masakazu Matsubara, Takatsugu Kobayashi, Hikaru

出し、
全く結晶の乱れが発生しない素子の作製に成Watanabe, Youichi Yanase, Satoshi Iwata, and Takeshi Kato

功しました。
これにより、
レーザー発振に必要な駆動

DOI番号：10.1038/s41467-022-34374-7
URL：https://doi.org/10.1038/s41467-022-34374-7

く、
従来の光科学技術・スピントロニクス技術をナノ

電力を従来の1/10までに低減させ、電池駆動も可能な室温連続発振を実現しました。

テクノロジーにより横断的かつ重層的に集積・発展さ

UV-C LDの特長を生かし、医療や殺菌などヘルせる超高速光スピントロニクスへの応用が期待されスケア用途、
ウイルス検知や微粒子などの計測やガます。

ス分析用途、
さらには金属や炭素素材、樹脂素材な光の偏光研究の概念図ど微細加工が難しい材料への高精細なレーザー加工用途への応用が期待されます。

偏光状態
スピン流

上段：光の偏光状態を表すポアンカレ球。光の任意の偏光状態は、ポアンカレ球上のある1点に対応する。赤道上の点はすべて直線偏光、北極と南極は左右円偏光、それ以外の点は楕円偏光に対応する。緯度によって偏光方向 θω を表し、経度によって楕円率角 εω を表すことで、光の任意の偏光状態を表すことができる。

今回室温連続発振が実現されたことで、様々な応【論文情報】■論文１：
雑誌名：Applied Physics Letters (アメリカ物理学協会 学術雑誌)
論文タイトル：Key temperature-dependent characteristics of
AlGaN-based UV-C laser diode and demonstration ofroom-temperature continuous-wave lasing
著者：Ziyi Zhang, Maki Kushimoto, Akira Yoshikawa, Koji Aoto,
Chiaki Sasaoka, Leo J. Schowalter, and Hiroshi Amano
DOI：10.1063/5.0124480 (2022年11月28日付電子版公開)
名古屋大学学術機関リポジトリURL :https://nagoya.repo.nii.ac.jp/records/2003984■論文２：
雑誌名：Applied Physics Letters (アメリカ物理学協会 学術雑誌)
論文タイトル：Local stress control to suppress dislocation
generation for pseudomorphically grown AlGaN UV-C laser
diodes
著者：Maki Kushimoto, Ziyi Zhang, Akira Yoshikawa, Koji Aoto,
Yoshio Honda, Chiaki Sasaoka, Leo J. Schowalter, and Hiroshi
Amano用システムへのUV-C LDの搭載が可能となり、
実用

DOI：10.1063/5.0124512 (2022年11月28日付電子版公開)化に向けて飛躍的な前進が期待されます。
今後も本名古屋大学学術機関リポジトリURL :共同研究グループは研究を発展させ、試作品を提供https://nagoya.repo.nii.ac.jp/records/2003985

1962 半導体レーザーの実現

下段：ナノ空間の対称性を人工操作した磁性メタマ
テリアルを用い、非接触かつバイアス印加無しで、光の偏光自由度（偏光方向 θω、楕円率角 εω）の利用によりスピン流（スピン偏極電流）Jm の伝搬方
向 θm や大きさ |Jm| を超高速で完全制御する。
垂直磁化

1989 窒化物半導体の黎明
1995 青紫色半導体レーザーの実現
2019 世界で初めて深紫外半導体レーザーのパルス電流注入による発振に成功
波長 270nm 帯の深紫外半導体レーザーの温室連続発振に世界初成功！

スピン流
磁性メタマテリアル

精細
レーザー
加工

入射光の偏光状態

局所殺菌
医療応用

DNA や微粒子
計測・解析用途

活動報告
研究報告◉

07

プラズマと半導体材料の相互作用を活用して高機能な発光デバイスを実現〜核融合科学と光工学の分野融合、核融合技術を応用展開〜

第1回エネルギーシステムシンポジウム「グリーンイノベーションによる脱炭素・循環型社会の実現に向けて」▲研究紹介ページへ2022年10月19日（水）13:30〜17:10

開催方法：ハイブリッド開催 / 配信方法：Zoom Webinar

期最初の企画となる第1回シンポジウムは題記のに清水雅仁氏（中部電力）より「脱炭素・循環型社会の8 テーマで、講義室から講師3名による講演の様 実現に向けた中部電力の取り組み」を、産官学のそれ

大学院工学研究科の大野 哲靖 教授と、未来材

この研究成果をまとめた論文が米国化学会（ACS）

料・システム研究所の田中 宏彦 准教授は、
自然科の学術雑誌「ACS Applied Optical Materials」に子をライブ配信し、参加者にはオンラインで聴講いただ

学研究機構 核融合科学研究所の上原 日和 助教、2022年12月12日付けで掲載されました。

くハイブリッド形式で開催しました。
最初に主催者側から、成瀬一郎研究所所長の開会

主に電力・エネルギー分【論文情報】

挨拶と当部門特任教授の岩田幹正より8期活動方針の野における取り組みや今紹介後、小福田大輔氏（環境省）より「国内外における

後の活動計画に多くの質シーチュエンCOE研究員、
安原 亮准教授らの研究グループと、
北海学園大学の藤原 英樹 教授、東京大学の梶田 信 教授と新たに研究チームを結成し、核融合研究で生まれ培われてきた、プラズマを材料に照射する技術を半導体の材料加工に応用し、従来に比べて大幅に工程数を削減できる新たな加工技術を提示しました。
さらに、この新たな技術を用いて高機能な発光デバイスを開発しました。このデバ

雑誌名：ACS Applied Optical Materials
題名：Structural correlation of random lasing performance inplasma-induced surface-modiﬁed gallium nitride（プラズマ照射による窒化ガリウム表面改質とそのランダムレーザー応用）
著者名：上原日和、シーチュエン、
安原 亮、
藤原英樹、
梶田 信、

ぞれのご立場からご講演いただきました。
参加者は9 0名に上り、

気候変動対策および循環経済に関する最近の動向」、 問が寄せられ、活発な質
続いて、竹濱朝美教授（立命館大学）より「IEA Net

疑応答が行われました。

Zero シナリオを踏まえた2030年代の電源構成」、最後 （エネルギーシステム寄附研究
部門 岩田 幹正）

大野哲靖、
田中宏彦
DOI:10.1021/acsaom.2c00085

小福田 大輔 氏

竹濱 朝美 教授

清水 雅仁 氏

環境省

立命館大学

中部電力株式会社

URL: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsaom.2c00085

イスは、
ランダムレーザーと呼ばれる微小なレーザー

第1回市民公開講座「2050年カーボンニュートラルの実現に向けて」

光源で、イメージング装置やセンサーの部品に応用できます。
研究チームは、
これまで困難とされてきた、2022年10月15日（土）14：00〜16：00

ランダムレーザーの発光特性の制御にも成功しました。核融合科学と光工学という異分野を融合するこ

会場：名古屋大学 東山キャンパス IB電子情報館 中棟1階 015講義室

18回名古屋大学ホームカミングデイの一環として、 および「産業界の視点」から、名古屋大学未来社会創第 講義室から講師2名による講演を2年振りとなる 造機構の西澤泰彦教授および中部電力の清水雅仁氏かとで生まれた本成果は、核融合技術の応用展開を牽引するものであり、今後、更なる発展が期待されます。

対面形式により開催しました。

本研究で実証した、プラズマ照射による半導体への凹凸構造形成と紫外ランダムレーザー発振の概念図

らそれぞれご紹介いただきました。

東海国立大学機構では2021年11月にカーボンニュート

当日はコロナ対策をしラル推進室を設立し、カーボンニュートラル達成に貢献た環境の中30名がご来する大学等コアリションへの対応を始めとする各種活動場され、活発な質疑応を、また中部電力では2021年3月に脱炭素社会に向けた答など盛況のうちに終了

中部電力グループの新たな挑戦ゼロエミチャレンジ2050となりました。

を進めています。これらの活動を「アカデミアの視点」 （エネルギーシステム寄附研究
部門 岩田 幹正）

第18回ホームカミングデイ

講義室での対面開催による講演の様子

未来材料・システム研究所企画

2022年10月15日（土） 会場：豊田講堂〜シンポジオンホール〜

年のホームカミングデイは、「世界に伍する大学：

年カーボンニュートラルの実現に向けて」を開催しまし今 困難な時代の高等教育−大学教育の質の向上と た。ショートムービーは500名以上の方にアクセスいただ
持続可能な発展をめざして」と題して開催されました。 きました
（現在も研究所 HPより視聴できます）。市民講
窒化ガリウム基板の上方にモリブデンの針金を配置し、アルゴンプラズマ（赤色の粒子）を照射した。
プラズマによって飛び出した少量のモリブデン（灰色の粒子）は、基板上に島状に堆積した。基板に到達したアルゴンイオンは、モリブデンでカバーされていない領域を侵食し、最終的には、ランダムなナノメートル凹凸構造が形成された。

プラズマ照射で作製した窒化ガリウム凹凸構造に光エネルギー（右側の紫色の斜線）を投入すると紫外線を発生する。その光は、凹凸構造で散乱を繰り返しながら増幅し、レーザー発振に至る（上向きの青色の光）。

コロナウイルス感染症蔓延の影響で半数程度の催しが座は対面で行われ、オンラインで行われましたが、昨年度より対面が増え、 多くの方にご参加い
対面参加者は約3,500名、オンライン企画やオンデマン

ただきました（詳細ド動画等へのアクセス数は4万以上でした。

は上記、活動報告

当研究所からは、オンデマンド動画「すごい研究がわをご覧ください）。

かるショートムービー『未来予想図』！」と、エネルギーシ （ホームカミングデイ
ステム（中部電力）寄附研究部門による市民講座「2050実行委員 三輪 富生）

すごい研究がわかるショートムービー より https://www.imass.nagoya-u.ac.jp/news̲information/homecoming̲22021015.html

活動報告
研究報告◉

07

プラズマと半導体材料の相互作用を活用して高機能な発光デバイスを実現〜核融合科学と光工学の分野融合、核融合技術を応用展開〜

第1回エネルギーシステムシンポジウム「グリーンイノベーションによる脱炭素・循環型社会の実現に向けて」▲研究紹介ページへ2022年10月19日（水）13:30〜17:10

開催方法：ハイブリッド開催 / 配信方法：Zoom Webinar

期最初の企画となる第1回シンポジウムは題記のに清水雅仁氏（中部電力）より「脱炭素・循環型社会の8 テーマで、講義室から講師3名による講演の様 実現に向けた中部電力の取り組み」を、産官学のそれ

大学院工学研究科の大野 哲靖 教授と、未来材

この研究成果をまとめた論文が米国化学会（ACS）

料・システム研究所の田中 宏彦 准教授は、
自然科の学術雑誌「ACS Applied Optical Materials」に子をライブ配信し、参加者にはオンラインで聴講いただ

学研究機構 核融合科学研究所の上原 日和 助教、2022年12月12日付けで掲載されました。

くハイブリッド形式で開催しました。
最初に主催者側から、成瀬一郎研究所所長の開会

主に電力・エネルギー分【論文情報】

挨拶と当部門特任教授の岩田幹正より8期活動方針の野における取り組みや今紹介後、小福田大輔氏（環境省）より「国内外における

後の活動計画に多くの質シーチュエンCOE研究員、
安原 亮准教授らの研究グループと、
北海学園大学の藤原 英樹 教授、東京大学の梶田 信 教授と新たに研究チームを結成し、核融合研究で生まれ培われてきた、プラズマを材料に照射する技術を半導体の材料加工に応用し、従来に比べて大幅に工程数を削減できる新たな加工技術を提示しました。
さらに、この新たな技術を用いて高機能な発光デバイスを開発しました。このデバ

雑誌名：ACS Applied Optical Materials
題名：Structural correlation of random lasing performance inplasma-induced surface-modiﬁed gallium nitride（プラズマ照射による窒化ガリウム表面改質とそのランダムレーザー応用）
著者名：上原日和、シーチュエン、
安原 亮、
藤原英樹、
梶田 信、

ぞれのご立場からご講演いただきました。
参加者は9 0名に上り、

気候変動対策および循環経済に関する最近の動向」、 問が寄せられ、活発な質
続いて、竹濱朝美教授（立命館大学）より「IEA Net

疑応答が行われました。

Zero シナリオを踏まえた2030年代の電源構成」、最後 （エネルギーシステム寄附研究
部門 岩田 幹正）

大野哲靖、
田中宏彦
DOI:10.1021/acsaom.2c00085

小福田 大輔 氏

竹濱 朝美 教授

清水 雅仁 氏

環境省

立命館大学

中部電力株式会社

URL: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsaom.2c00085

イスは、
ランダムレーザーと呼ばれる微小なレーザー

第1回市民公開講座「2050年カーボンニュートラルの実現に向けて」

光源で、イメージング装置やセンサーの部品に応用できます。
研究チームは、
これまで困難とされてきた、2022年10月15日（土）14：00〜16：00

ランダムレーザーの発光特性の制御にも成功しました。核融合科学と光工学という異分野を融合するこ

会場：名古屋大学 東山キャンパス IB電子情報館 中棟1階 015講義室

18回名古屋大学ホームカミングデイの一環として、 および「産業界の視点」から、名古屋大学未来社会創第 講義室から講師2名による講演を2年振りとなる 造機構の西澤泰彦教授および中部電力の清水雅仁氏かとで生まれた本成果は、核融合技術の応用展開を牽引するものであり、今後、更なる発展が期待されます。

対面形式により開催しました。

本研究で実証した、プラズマ照射による半導体への凹凸構造形成と紫外ランダムレーザー発振の概念図

らそれぞれご紹介いただきました。

東海国立大学機構では2021年11月にカーボンニュート

当日はコロナ対策をしラル推進室を設立し、カーボンニュートラル達成に貢献た環境の中30名がご来する大学等コアリションへの対応を始めとする各種活動場され、活発な質疑応を、また中部電力では2021年3月に脱炭素社会に向けた答など盛況のうちに終了

中部電力グループの新たな挑戦ゼロエミチャレンジ2050となりました。

を進めています。これらの活動を「アカデミアの視点」 （エネルギーシステム寄附研究
部門 岩田 幹正）

第18回ホームカミングデイ

講義室での対面開催による講演の様子

未来材料・システム研究所企画

2022年10月15日（土） 会場：豊田講堂〜シンポジオンホール〜

年のホームカミングデイは、「世界に伍する大学：

年カーボンニュートラルの実現に向けて」を開催しまし今 困難な時代の高等教育−大学教育の質の向上と た。ショートムービーは500名以上の方にアクセスいただ
持続可能な発展をめざして」と題して開催されました。 きました
（現在も研究所 HPより視聴できます）。市民講
窒化ガリウム基板の上方にモリブデンの針金を配置し、アルゴンプラズマ（赤色の粒子）を照射した。
プラズマによって飛び出した少量のモリブデン（灰色の粒子）は、基板上に島状に堆積した。基板に到達したアルゴンイオンは、モリブデンでカバーされていない領域を侵食し、最終的には、ランダムなナノメートル凹凸構造が形成された。

プラズマ照射で作製した窒化ガリウム凹凸構造に光エネルギー（右側の紫色の斜線）を投入すると紫外線を発生する。その光は、凹凸構造で散乱を繰り返しながら増幅し、レーザー発振に至る（上向きの青色の光）。

コロナウイルス感染症蔓延の影響で半数程度の催しが座は対面で行われ、オンラインで行われましたが、昨年度より対面が増え、 多くの方にご参加い
対面参加者は約3,500名、オンライン企画やオンデマン

ただきました（詳細ド動画等へのアクセス数は4万以上でした。

は上記、活動報告

当研究所からは、オンデマンド動画「すごい研究がわをご覧ください）。

かるショートムービー『未来予想図』！」と、エネルギーシ （ホームカミングデイ
ステム（中部電力）寄附研究部門による市民講座「2050実行委員 三輪 富生）

すごい研究がわかるショートムービー より https://www.imass.nagoya-u.ac.jp/news̲information/homecoming̲22021015.html

TOPICS

天野 浩教授が日本学士院会員として新たに選定されました。
天野 浩教授（未来エレクトニクス集積研究センター長）が日本学士院の第1164回総会（令和4年12月12日開催）で、日本学士院会員として新たに選定されました。

選定の対象となった、天野教授の主要な学術上の業績は次の通りです。
（日本学士院の HPより転載）
関連ホームページ：日本学士院
https://www.japan-acad.go.jp/japanese/news/
2022/121201.html#007

主要な学術上の業績
約60年前に赤色ＬＥＤが誕生し、材料組成の選択にえ、窒化アルミニウム・ガリウム（AlGaN）も活用した紫外より緑色ＬＥＤも生まれましたが、光の三原色の最後の１

発光ＬＥＤや青色半導体レーザなどの研究開発も先導つである青色ＬＥＤは長期にわたり実現できませんでし

し、青色光や紫外光を用いた情報記録と読出し、化学反た。天野 浩氏は、赤﨑 勇氏とともに、青色ＬＥＤの実現

応の制御や殺菌などの新技術の発展にも大きく寄与してを目指し、赤﨑氏の指導の下、天野氏独自の工夫によっきました。また、AlGaNやGaNを用いた高速の電力制御て窒化ガリウム（GaN）結晶を高品質化する手法とこれを用の素子の研究開発でも先導的役割を果たしており、エＰ型化する手法を見出し、1989年にGaN系青色ＬＥＤを

ネルギー消費の削減や生活の質の向上に繋がる技術開初めて誕生させました。これが契機となって、青色ＬＥＤ

発を通じ、持続可能社会の実現に向けて卓越した貢献をとこれを蛍光体と組み合わせた白色ＬＥＤが製品化さなしています。

のりやす

特 集 ◉ 大 野 哲 靖 研 究 室 （プラズマエネルギー工学グループ） イ ン タ ビ ュ ー

地球に創る太陽エネルギー！
プ ラズ マ を 操 り 核 融 合 発 電 へれ、表示と照明技術が一変しました。その後、GaNに加IMaSS YouTube チャンネル紹介

IMaSS YouTubeチャンネル紹介 Part2 は、部門紹介です。生き生きと研究に取り組む姿や、研究者からのメッセージをぜひご覧ください！チャン

Part2
部門紹介編

ネル登録もよろしくお願いします。
（https://www.youtube.com/@user-eg4ir7jt5q）◎システム創成部門◎材料創製部門〜物質の持つ可能性を究明し新しい材料を創製する〜
https://youtu.be/gfmGsT1MMys

青色LED基金の
ご案内

青色LED

〜様々な要素研究から総合システム技術を創り出す〜
https://youtu.be/XdS0lX1USvQ

青色LEDを作った窒化ガリウム（GaN）
は、未来の暮らしを支える重要な鍵。
研究開発にみなさまのご協力をお願いいたします。

ご寄附のお申込み、お問い合わせは、名古屋大学 未来材料・システム研究所 青色LED・未来材料研究支援事業事務局 へお願いいたします。
詳しくはホームページをご覧ください。

青色LED基金

https://www.cirfekikin.imass.nagoya-u.ac.jp/

事務室：名古屋大学研究所共同館Ⅰ 2階〒464 - 8601 名古屋市千種区不老町
TEL：052 - 789- 5262 FAX：052 - 747- 6313
https://www.imass.nagoya-u.ac.jp/

名古屋大学

未 来 材 料 ・ シ ス テ ム 研 究所