English

 
 
  • 研究者が語る!1分解説へのリンク
  • 産総研2018年一般公開開催一覧
  • 明治150周年記念特設サイト「研究成果で振り返る 明治期の産総研」へのリンクバナー
  • 技術で未来拓く -産総研の挑戦-へのリンク
  • 産総研LINK No.18 掲載ページへのリンクバナー
  • テクノブリッジon the Webへのリンク
  • 産総研が創出するベンチャービジネス紹介コンテンツへのリンク
 

最近の研究成果

窒化物半導体 2018年5月22日発表

非破壊で次世代パワーデバイス材料の結晶欠陥を検出できる技術を開発-ラマンマッピングによる窒化ガリウム(GaN)半導体結晶の高品質化を促進-

ラマンマッピング像から窒化ガリウム(GaN)半導体結晶の欠陥を検出する技術を開発した。近年、次世代パワーデバイスとして期待されているGaN半導体のより高性能化・高寿命化のための研究が行われている。この中で、GaN半導体の結晶欠陥を、非破壊で簡便に検出できる評価技術を確立することが求められていた。今回開発した技術により、GaN結晶の刃状成分の貫通転位を非破壊で検出できるため、GaN半導体デバイスの製造プロセス改良への貢献が期待される。

ラマンマッピングによるGaN半導体単結晶の欠陥イメージング像の図

ミドリムシ 2018年5月21日発表

「痩せるホルモン」を分泌させる物質をミドリムシから製造-ミドリムシ由来物質によるメタボリックシンドローム改善効果の可能性-

ミドリムシ(EOD-1株)由来の多糖類(パラミロン)から水溶性高分子を作製し、メタボリックシンドロームに関連する指標を改善する作用を示すことを確認した。パラミロンは水に溶けない多糖類であるが、カチオン性官能基を導入したカチオン化パラミロン誘導体は水溶性となる。今回、高脂肪食肥満モデルマウスにこの誘導体を与えたところ、マウスの内臓脂肪量が減少し、体重増加の抑制作用が確認された。また、インスリン分泌に関与するため糖尿病治療薬開発の重要なターゲットとなっているホルモン(グルカゴン様ペプチド-1(GLP-1))が、この誘導体を投与しなかった対照群に比べて3倍多く分泌されることが確認された。さらに、インスリン抵抗性が改善された可能性があると考えられた。

ミドリムシ由来の物質、カチオン化パラミロン誘導体によるメタボリックシンドローム改善効果の可能性の図

人工知能連携 2018年5月11日発表

AIとシミュレーションを融合しまれな不具合を効率的に発見する技術を開発 -設計時の見落としリスクを軽減しつつ検証時間を大幅短縮-

発生確率が極めて低いため設計段階で事前に発見が難しい不具合を、AI(人工知能)が学習をしながらシミュレーションを繰り返して効率的に見つけ出す「希少事象発見技術」を開発しました。本技術は、NEC の最先端AI技術群"NEC the WISE"の1つです。本技術はAI技術とシミュレーション技術を融合させ、複雑な条件の組合せでまれに起こる不具合の探索を効率化し、製品設計段階で熟練の専門家が費やしていた検証時間の大幅な短縮と複数不具合の見落としリスクを軽減します。今回、本技術を光学機器の設計検証に実際に適用したところ、発生確率が1億分の1程度とまれであるものの、性能低下の原因となる「迷光」について、熟練の専門家が1週間を要していた検証作業を約1日に大幅に短縮し、複数の不具合を見落とすことなく発見することに成功しました。本技術により、今後複雑化する機器の設計/生産や社会インフラの運用において人の判断を支援し、まれであるが重大な結果をもたらす不具合を設計段階で事前に発見して除去できることで、製品の品質やインフラ運用における信頼性の更なる向上に貢献します。

概要図

アモルファス材料 2018年5月19日発表

アモルファス相変化記録材料の局所構造をモデル化する技術を開発-わずか数十個の原子からなる信頼性の高い局所構造モデル-

アモルファス物質の局所構造をモデル化する技術を開発し、アモルファス相変化記録材料の局所構造の特徴を明らかにした。近年、光ディスクのさらなる性能向上のため、記録層に用いられるアモルファス相変化記録材料の構造を高精度に解析する手法が求められている。今回開発した手法では、リバースモンテカルロ法という従来はX線回折などの平均構造情報に対するアモルファスのモデル化手法を、極微細な電子線の回折を測定するオングストロームビーム電子回折法に適用した。従来のリバースモンテカルロ法と比べてより直接的に局所構造をモデル化できる。この手法で相変化記録材料のアモルファス構造の局所構造を解析したところ、結晶の構造に近いが極度にひずんでいた。今回開発した手法により、さまざまなアモルファス材料の構造・機能解明が進展すると期待される。

DVDなどの記録層であるアモルファスGe2Sb2Te5の局所構造モデル化の概要図

磁性材料 2018年5月8日発表

磁性元素を含まない磁性体を予測-多彩な物性を示す「奇跡の模型」の実現へ一歩前進-

磁性元素を含まないパイロクロア型酸化物であるSn2Nb2O7やSn2Ta2O7 (Sn:スズ、Nb:ニオブ、Ta:タンタル、O:酸素)に正孔を導入できれば、磁石としての性質を示す強磁性が出現することを理論的に予測した。フラットバンド模型は完全強磁性、超伝導、分数量子ホール効果などの特異な物性を生み出す「奇跡の模型」として注目されて来た。通常、磁性元素を含まない物質は強磁性を示さないが、フラットバンド模型では磁性元素を含まなくても強磁性を示すと予測されていた。このいわば「無から有」を生む鍵は二つあり、一つは結晶構造で、もう一つは適切な化学組成である。しかし、この模型を実現する現実の物質はこれまで示されていなかった。今回対象とした酸化物の結晶は内部にパイロクロア格子と呼ばれる特徴的な格子を含む。また、今回の化学組成を選び、さらに正孔を導入すると、実在する物質でフラットバンド模型が近似的に実現すること(擬フラットバンド)や、強磁性が出現することを第一原理計算によって理論的に予測できた。この発見によりフラットバンド模型の性質の実験的検証が進むと同時に、磁性元素を含まない磁性材料などへの応用が期待される。

従来の磁性体とフラットバンド磁性体の比較の図

3次元地質地盤図 2018年3月29日発表

千葉県北部地域の地下の地質構造を3次元で可視化-国内初の3次元地質地盤図 、地震防災・減災や地質汚染対策に有用-

首都圏のモデル地域となる、千葉県北部地域(柏~成田~船橋~千葉近辺)の3次元地質地盤図を完成させた。この3次元地質地盤図は、平成30年3月30日より、産総研のウェブサイト(「都市域の地質地盤図」https://gbank.gsj.jp/urbangeol/)で公開する予定で、誰でも自由に無償で閲覧できる。産総研はこれまで、最新の地質研究成果に基づき、日本全国の地質図を地域ごとに作成し、広く一般に提供してきた。しかし、従来の地質図は、地質構造を2次元の平面図や断面図で図示していたため、地表の地質分布は分かるものの、地下の地質構造は分かりにくかった。一方、東日本大震災では、千葉県をはじめとする沿岸域で発生した地盤の液状化が大きな社会問題となるなど、地下の地質構造の情報整備が喫緊の課題となった。また、地下水や地層などの汚染(地質汚染)の対策のために、汚染物質を拡散させる地下水の流れが分かるように、地下の地質構造を詳しく把握することが求められていた。そこで、産総研は千葉県環境研究センターの協力を得て、千葉県北部地域の地下地質構造の調査を開始した。今回、産総研のボーリング調査に基づく最新の地質研究成果、および千葉県が保有する1万地点以上の土木・建設工事のボーリング調査データに基づいて、地下数10 mまでの地質構造を立体図や任意の箇所の地質断面図として表示できる3次元地質地盤図を国内で初めて公開する。人口が密集する首都圏において、生活や産業の基盤となる地震防災・減災やインフラ整備、地質汚染対策に3次元地質地盤図が利活用されると期待される。

3次元で可視化した地下地質構造の図

単一電子素子 2018年2月2日発表

たった1個の電子で1ビットを表現する世界初のデジタル変調を実現-広い周波数範囲で正確に任意波形の極微小交流電流を発生可能に-

電流の最小単位である電子を1個単位でオン・オフ制御できる単一電子デジタル変調技術を開発した。電流は電子の流れなので、電子1個1個を正確に制御・検出できれば、従来の計測器では不可能だった精度での電流発生・計測を実現できる。産総研では、これまで、半導体ナノ加工技術で作製した単一電子素子を用いて、一定周期で電子を1個ずつ送り出し、直流電流を発生・計測する技術の開発に取り組んできた。今回、電子の密度を時間的に変化させる単一電子デジタル変調技術を開発し、電子数個レベルで正確な任意波形の電流を発生させることに成功した。発生させた電流を基準とすることで、直流(0 Hz)~メガヘルツ(MHz)の周波数帯域で、フェムトアンペア(fA)(10-15 A)以下の極微小電流を精密に測定できるようになる。今回開発した極微小電流の発生技術は、低消費電力化が期待されるスピントロニクスなど次世代素子の研究開発や、ナノ構造中で生じる物理現象の解明などの基礎研究への貢献が期待される。

電子1個を制御できる素子の電子顕微鏡写真(左)、今回開発したデジタル変調技術の模式図(右)

  • 私たちの取組み
  • こんなところに産総研
  • 連携と技術相談
  • 冠ラボ
  • TIA
  • オープンイノベーションラボラトリ(OIL)
  • レポート
  • データベース
  • 出版物
  • メールマガジン
  • 見学施設
  • Youtube AIST channnel
  • Twitter @AIST_JP
  • 調達情報RSS
  • 手続き一覧
  • 環境・社会的取り組み
  • 情報公開
  • 個人情報保護