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最近の研究成果

ダイヤモンド半導体 2016年8月22日発表

世界初!反転層型ダイヤMOSFETの動作実証に成功-省エネ社会に大きく貢献する究極のパワーデバイスの実現へ-

世界で初めてダイヤモンド半導体を用いた反転層チャネルMOSFETを作製し、その動作実証に成功しました。省エネルギー・低炭素社会の実現のためのキーテクノロジーとして次世代パワーデバイスの開発が求められています。ダイヤモンドは、パワーデバイス材料の中で最も高い絶縁破壊電界とキャリア移動度、そして熱伝導率を有することから、究極のパワーデバイス材料として期待されています。しかし、高品質な酸化膜およびダイヤモンド半導体界面構造の形成が困難であるため、パワーデバイスにおいて重要なノーマリーオフ特性を有する反転層チャネルダイヤモンドMOSFETは実現していませんでした。今回、研究グループは独自の手法で母体となるn型ダイヤモンド半導体層および酸化膜とダイヤモンド半導体層界面の高品質化に成功しました。それらを用いた反転層チャネルダイヤモンドMOSFETを作製し、その動作実証に成功しました。将来、ダイヤモンドパワーデバイスが自動車や新幹線、飛行機、ロボット、人工衛星、ロケット、送配電システムなどに導入されることで、ダイヤモンドパワーエレクトロニクスの道を切り開き、省エネ・低炭素社会への貢献が期待されます。

今回作製した反転層チャネルダイヤモンドMOSFET(左上)とその中の一素子を光学顕微鏡で拡大した画像(右上)、赤い破線部の断面模式図

遺伝子組換え動物 2016年4月7日発表

ゲノム編集でニワトリを品種改良-低アレルゲン性卵の生産へ道筋-

卵白に含まれる強力なアレルゲンであるオボムコイドの遺伝子を欠失したニワトリを開発した。今回、次世代の品種改良技術としてさまざまな動植物で研究が行われているゲノム編集技術のクリスパー・キャス9(ナイン)法をニワトリに初めて適用して、ニワトリなど家禽(かきん)の新しい品種改良法を開発した。ゲノム編集により精子や卵子の元になる始原生殖細胞のオボムコイド遺伝子を欠失させて、オボムコイド遺伝子欠失ニワトリを作製した。このニワトリが生産する卵は、オボムコイドタンパク質を含まないことが期待され、副作用の少ないワクチンの生産や低アレルゲン性卵の開発に繋がると期待される。

卵白アレルゲン「オボムコイド」遺伝子を欠失したニワトリ(左写真)と遺伝子型解析の結果の比較(右図)の図

ロボット 2016年7月25日発表

電波が直接届かない環境でもロボットを安定に制御する技術を開発-上空のドローンを経由し、見通し外の小型四輪ロボットを遠隔制御できることを実証-

制御用の電波が直接届かない場所(見通し外)にあるロボットを他のロボットを経由して遠隔制御し、かつその状態を監視する技術を開発しました。実験では、見通し外にある小型四輪ロボットに対し、上空のドローンを経由してコントロールすることを実証しました。この技術は、ロボット間による中継経路がその移動により頻繁に切り替わる際でも通信を切断させないことを可能とする手法を採用しており、世界でもまだ実現した例がありません。これまでの技術では、中継経路が切り替わるたびに通信が切断され、ロボットがその間、操縦不能になるという問題がありました。この技術によって、通常は制御不能になる見通し外を動き回るロボットに対しても、他のロボットが協力して周囲の環境に適応しながら安定に制御通信回線を確保することができ、電波が伝わりにくい環境に対してタフなロボットシステムの実現に貢献できます。

システム概念図

摩擦制御材料 2016年6月24日発表

簡単に表面の摩擦力を大幅に変えられる複合材を開発-グリップ性能を調節できるゴムなどの表面材への応用に期待-

簡単に表面の摩擦力を大幅に変えられる複合材を開発した。この複合材はゴムの表面に織布を埋め込んだもので、外から圧縮すると、ゴム表面の摩擦力が瞬時に1/10程度に低下する。圧縮によって発生するゴムのシワ構造に、布繊維の構造変化が重なることで、表面の形状が大きく変わる。そのため、物体との接触面積が変化し、摩擦力が変わる。ロボットハンドや人間が触れたり握ったりする物体表面のグリップ性能等は、目的に応じた摩擦特性を要求され、表面材質やその凹凸形状についての研究開発が重要な課題になっている。今回の複合材は織布を表面付近に埋め込んだ簡単な構造のため、安価で簡便な方法で作製でき、圧縮するだけでグリップ性能を状況に応じて変えられる表面材としての応用が期待できる。

簡単に表面の摩擦力を大幅に変えられる複合材の図

金属配線印刷 2016年4月20日発表

超微細回路を簡便・高速・大面積に印刷できる新原理の印刷技術を開発-あらゆる生活シーンのIoT化・タッチセンサー化を加速する新技術-

紫外光照射でパターニングし、銀ナノ粒子を高濃度に含む銀ナノインクを表面コーティングするだけで、超高精細な銀配線パターンを製造できる画期的な印刷技術「スーパーナップ(SuPR-NaP;表面光反応性ナノメタル印刷)法」を開発した。プリンテッドエレクトロニクス技術のうち、微細な電子回路の構成に欠かせない高精細な金属配線を印刷する技術は、冶具・版などの汚染による繰り返し再現性の乏しさ、塗布後の基材表面上での金属粒子どうしの焼結・融着、高温の後処理によるプラスチック基板の歪み、基材の屈曲による配線の剥がれなどが課題であった。今回開発した技術は、紫外光の照射によって形成した活性の高い基材表面上に、銀ナノインク内の銀ナノ粒子を選択的に化学吸着させ、粒子と粒子との自己融着によって低い抵抗の銀配線を形成する。これにより、プラスチック基板に強く密着し、最小線幅0.8マイクロメートルの超高精細な金属配線を、真空技術を一切使うことなく、大面積基材上に簡便・高速に印刷で作製できるようになった。フレキシブルなタッチパネルセンサーがこの技術によって実用化される予定であり、今回8インチの試作品を作製した。

スーパーナップ法による金属配線の印刷製造工程の一部(左)とフレキシブル基板(右)の写真

播州赤穂 2016年8月8日発表

赤穂市は恐竜時代のカルデラの中にできた町だったことが判明-播州赤穂地域の詳細な地質図幅を刊行-

「播州赤穂地域の地質」を刊行した。これは、平成23~25年度の3年間にわたり実施した兵庫県赤穂市を中心とした「播州赤穂」地域周辺の詳細な地質調査を基にまとめた資料である。兵庫県と岡山県にまたがるこの地域全域の5万分の1の地質図幅は、今回が初となる。今回、「播州赤穂」地域の火山の噴火活動が盛んだった後期白亜紀の状況と、地盤が形成された歴史を解明した。「播州赤穂」地域では後期白亜紀に大量の火砕流を噴出した火山活動が複数あった。その際に形成された当時のカルデラ(コールドロン)を埋めるように火砕流堆積物が分布していることが明らかになった。今回確認された赤穂市付近の白亜紀のカルデラ(コールドロン)は、現在は浸食によりカルデラ地形は失われて火山体の地下構造が露出しているが、カルデラ(コールドロン)としては国内でも有数の大きさであり、「赤穂コールドロン」と命名した。

「播州赤穂」地域の地質図幅の一部(一部修正、加筆)の図

がん放射線治療 2016年8月1日発表

がん治療用のラジウム-223の放射能標準を供給開始-放射性医薬品のより安全な利用に貢献-

がん治療用の放射性核種の一つであるラジウム-223の放射能標準を開発した。ラジウム-223はアルファ線(α線)を放出し、骨に転移したがんに対する新しい放射性医薬品として期待されている。しかし、ラジウム-223は連鎖崩壊により、ラジウム-223の他に7つの放射性核種が共存し、それぞれが様々なエネルギーのα線やベータ線(β線)を放出するため、通常の方法ではラジウム-223の放射能を校正することは困難であった。そこで今回、基準となる放射線源の校正方法を高度化し、ラジウム-223の放射能を校正する方法を確立した。この技術により、日本の国家計量標準機関である産総研で校正されたラジウム-223を用いて、病院などで用いられている放射性医薬品の放射能を測定する装置の正確さがより高い精度で検証できるようになり、放射性医薬品のより安全な利用への貢献が期待される。

放射性医薬品ラジウム-223の放射能の校正方法の図

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