教員の紹介
研究者情報
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学位
博士（工学）
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担当授業科目
先端材料物質工学概論 地球環境（2020年度以前入学）, 工学系技術者概論, 材料物性I 先端材料, 物理化学 先端材料, 先端材料物質総合工学I 先端材料, 先端材料物質工学 先端材料, 先端材料物質総合工学II 先端材料, 先端材料物質工学実験II 先端材料, 薄膜材料工学 先端材料, 先端材料物質工学演習 先端材料, 文献ゼミナール 先端材料, 地球環境工学入門/短期履修, コース概論, 地球環境無機材料特論I 応用化学
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専門分野
薄膜電子材料, 無機材料化学, 表面科学
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研究テーマ
ナノレイヤを活用した高安定銀薄膜, 最適貴ガスを用いた高品質スパッタ金属薄膜, Low-E コーティングのための極薄銀薄膜の作製, 界面を修飾した新規な薄膜作製法の開発, スパッタリング法で作製した金属窒化物薄膜の評価及び生成過程, 有機EL素子の電子?ホール注入層の開発, 半導体ナノ構造の作製, PVD法を用いたポーラス金属膜の作製とガスセンサへの応用
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研究内容キーワード
薄膜, スパッタリング法, 電気特性, 固体表面分析, ナノ構造, 銀薄膜の安定化, クリプトン ガス
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所属学会
日本化学会, 応用物理学会, 電気化学会, 表面技術協会
研究室の概要
「薄い」という特徴を有する薄膜材料は、身の回りで電子機器を始め広く利用されています。私たちは、ナノ構造?ナノレイヤの活用による材料の高機能化?省エネルギー化を目指して研究?開発を行っています。例えば全金属材料の中で最も低抵抗率?高反射率という優れた特徴を有する銀薄膜に着目し、ナノメートルスケールでの表界面層の導入により、加熱や高湿度環境での凝集を抑制し、銀本来の電気的光学的性質を維持できる高安定銀薄膜を開発しています。また、極めて薄い銀薄膜は建物の省エネルギー化に有効なエコガラスにおいても重要な役割を果たしています。
一方、ナノ構造?ナノレイヤでは、通常の大きさの物体とは異なり、ナノスケールに特有の光物性?機能性が発現します。多層ナノレイヤを利用した有機EL素子の高性能化の研究や、パターニングした金属ナノ材料のプラズモン発光増幅現象を利用した、発光デバイスの高効率化の研究も行っています。
研究室の研究テーマ
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表界面ナノレイヤの積層による高安定銀薄膜の作製
銀薄膜は、光学的にはその低放射?高反射率という特徴により、各種光学デバイス類においてLow-Eコーティング?反射ミラー等としての用途が有望です。しかし、安定性に課題があり、例えば加熱により凝集現象が生じ、物性が劣化します。その克服のために、私達は表面ナノレイヤ、界面ナノレイヤを導入することで、耐熱凝集性に優れた銀薄膜を開発しました。ナノレイヤとして適した物質及びその理由も解明しています。
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界面ナノレイヤを活用した高性能薄膜の作製
窓ガラスを通しての熱の流入?損失を低減するために機能性薄膜がコーティングされたエコガラス（複層low-Eガラス）が注目されています。これを活用すると、夏の冷房?冬の暖房がより効率的になります。ここで極薄銀薄膜が重要な役割を担っていますが、薄い膜を高品質に作るためには様々な工夫が必要です。私達は、ナノレイヤを活用した膜の積み重ねによって、より高い省エネルギー効果の実現を目指しています。
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クリプトンスパッタリングによる結晶成長
産業界でも幅広く利用されているスパッタリング法では、金属薄膜をアルゴンプラズマ中で成膜します。アルゴンイオンが金属表面の原子をたたき出して基板に金属原子が堆積する仕組みです。しかし、同時に、アルゴンもわずかに膜中に取り込まれる現象を確認しました。私達は、金属に応じてより適切な希ガスを選択し、例えば、銀薄膜をクリプトンプラズマ中で成膜すると、結晶成長がより促進され、優れた電気特性の膜が得られることが分かりました。