ナノ科学シンポジウム2022が11月18日にハイブリッド開催

2022年09月30日 (金曜日)

　ナノテクノロジーとSPMに特化した「ナノ科学シンポジウム（NanoScientific Symposium Japan 2022 : NSSJ2022）」が11月18日10時～17時半に、対面参加（東京大学工学部2号館：東京都文京区本郷7-3-1）およびオンライン参加からなるハイブリッド形式により開催される。主催は東京大学機械工学科（准教授崔埈豪氏）と関東学院大学材料・表面工学研究所（所長高井治氏）で、協賛はパーク・システムズ・ジャパンとヤマトマテリアル、ワイエイシイテクノロジーズ、後援は日刊工業新聞社、メカニカル・テック社とNanoScientific。

　シンポジウムHP（https://event.nanoscientific.org/jp）から参加登録できる。参加費は無料。

　科学技術の革新によりナノ科学では材料、表面を計測・解析する方法も各種発展している。特に、走査型プローブ顕微鏡（SPM）の登場により、ナノレベルでの表面計測・解析の基礎技術としての重要性が日々増している。ナノ科学シンポジウム（NSSJ）は、走査型プローブ顕微鏡を用いた材料科学、半導体およびライフサイエンス分野の最先端の研究情報を共有・交換するSPMユーザーシンポジウムで、今回のNSSJ 2022では、科学に変革をもたらすSPMの幅広い応用と技術に焦点を当て、先端技術のための新しいナノ材料、機能性表面、さらにナノテクノロジーやSPMを使った応用技術についても紹介する。

　2020年から開催され3回目となる今回は、以下の登壇者による講演のほか、ポスター発表がなされる。

特別講演　マイクロ・ナノスケールでのロボット技術とバイオメディカル応用

新井史人氏（東京大学工学系研究科教授）

最先端のロボット技術として、近年、AIによる知能化技術が注目される一方で、微細な対象物の分析、微細作業の自動化や、小型集積化技術といった、マイクロ・ナノスケールでのロボット技術はフロンティア技術として重要である。これらのロボット技術のバイオメディカル分野への応用は、活発化している。例えば、単一の細胞を対象とした計測・分離操作の自動化や、微量な液体サンプルを扱う必要性が増している。そこで、本講演では、マイクロ・ナノスケールでのロボット技術とバイオメディカル応用にフォーカスし、マイクロ流体チップと微小プローブによる微小力計測や関連する応用例などを紹介する。

導電性金属酸化物薄膜内キャリア輸送を探る・操る

山本哲也氏（高知工科大学総合研究所教授）

導電性金属酸化物薄膜の膜厚を 50nm から更に 10 nm 以下と薄くしていくと、膜厚はキャリア電子が他のキャリア電子と衝突しない自由な距離（平均自由行程）と同程度となっていく。ポイントの１つは結晶構造や導電性を維持しながらの膜成長を可能とさせる薄膜成長装置の実現の可否にある。薄膜構造を表面、基板との界面、及びバルクとの３つに分けられると仮定し、そのキャリア電子輸送特性を操ることを目標とする定量的議論を行う。議論の焦点は該特性を決める支配因子を明らかにすることである。ナノスケールでの秩序の乱れと縮退系との科学を紐解く。

AFMによる粘弾性計測の可能性

中嶋健氏（東京工業大学物質理工学院教授）

原子間力顕微鏡によるソフトマテリアルの粘弾性計測の方法には古くからさまざまな方法が考案されてきている。静的なフォースカーブの弾性理論からの逸脱を議論する方法、タッピングモードの位相像からエネルギー散逸を評価する方法、そして最近ではナノレオロジーAFMとも呼ぶべき手法がいくつか存在する。発表ではそれらの手法および応用事例について簡単にレビューし、将来の方向性について現在考えていることを述べる。

Beyond 5G/6Gに向けた電子デバイスと表面処理技術

盧柱亨氏（関東学院大学材料・表面工学研究所教授）

「高速」「大容量」「低遅延」「多数端末との接続」の特徴をもつ5G高速モバイルネットワークの普及によりBig dataを上手く処理することができるようになり、全てのモノがインターネットによって繋がっているIoE (Internet of Everything)の実現に拍車がかかり、AI、自動運転、遠隔医療など、時代は、Industry 4.0からSociety 5.0への期待が高まっている。データをより高速で安定的に伝送するためのBeyond 5G/6Gの技術の研究開発が活発に行われており、そのうち、材料の長所を生かし、新たな機能を付与できる表面処理技術の研究・開発も重要視されている。本講演では、ウェアラブルデバイスのFlexible樹脂フィルム基板上への回路形成などに応用するための最終ステップとして銅薄膜の密着力と結晶性を向上させるために行う恒温槽での熱処理代わりにMulti-shot Flash Lamp による新しいアニーリング法について紹介する。

非晶質炭素膜を帯電材として用いた高耐久性高効率すべり型摩擦発電機の開発

崔埈豪氏（東京大学工学系研究科准教授）

摩擦発電は、生活や自然の中の機械エネルギーを電気に変換する発電技術であり、バッテリーを必要としない自己発電型IoTセンサーへの応用が大いに期待される。帯電材間の相対運動により生成する電荷を用いて発電する摩擦発電は、帯電材表面間の高速相対滑りにより発電効率は高められるが、帯電材の摩擦損失と耐久性が大きな問題である。本研究は、従来のポリマー帯電材に代り、低摩擦性・高誘電率の非晶質炭素膜を帯電材として用いることで、高効率・高耐久性の滑り型摩擦発電システムの開発を行った。摩擦発電は小型モバイル機器への応用が大いに期待されており、非晶質炭素膜を成膜する薄膜プロセスは小型デバイスの制作に有効である。

一次元遷移金属カルコゲナイドの成長と評価

宮田耕充氏（東京都立大学理学部物理学科准教授）

遷移金属とカルコゲンから構成される遷移金属カルコゲナイド(TMC)は、その多彩なナノ構造と物性より，近年大きな注目を集めている。一方で、その多量合成や構造制御は未だ重要な課題となっている。我々のグループでは、この課題の解決に向け、化学気相成長(CVD)を利用した合成技術の開発を進めてきた。本発表では、TMCの一次元ナノ構造の成長と評価に関する最近の成果を紹介する。

高速走査型イオン伝導顕微鏡による生細胞表層ナノ力学動態の可視化

渡辺信嗣氏（金沢大学ナノ生命科学研究所准教授）

オペランド電位計測によるエネルギー変換・蓄積デバイスの評価

石田暢之氏（物質・材料研究機構博士）

近年、エネルギー変換・貯蔵デバイス（太陽電池、リチウムイオン電池等）が盛んに研究されている。我々はこれらデバイスの動作原理の理解、および、デバイス設計指針の獲得を目的として、ケルビンプローブフォース顕微鏡（KPFM）を用いたナノスケール電位計測に取り組んでいる。特に、光照射下や充放電動作中などのデバイス動作状態で直接評価を行う「オペランド電位計測」に関する基盤技術の開発を行っている。本発表では、次世代デバイスとして注目を集めるペロブスカイト太陽電池や全固体リチウムイオン電池の評価・解析事例を紹介する。