ナノテクノロジー研究所

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本研究所では、4大学ナノマイクロ・ファブリケーションコンソーシアム、6大学連携プロジェクト、ナノテクノロジープラットフォームおよびマテリアルDXプラットフォームなどの学学／産学連携プロジェクトを推進しています。無機材料、有機材料、金属など多種多様な材料に対する三次元加工技術・装置を有しており、これら最先端の設備利用を通して、共同研究や問題解決の最短アプローチの提供、ナノテクノロジー分野の人材育成・技術者教育などを実施しています。応用展開として、たとえば、微量での分析／計測・バイオ系薬品や酵素の高効率化学合成等を可能にするナノマイクロシステムの開発と、ポイントオブケアやホームヘルスケアテスティングの実現、あるいは三次元加工技術による高効率燃料電池の開発などの実現を目指します。

液体材料による色鮮やかな発光を実現

液体有機発光材料を用いた白色有機ELの開発に成功

“Microfluidic White Organic Light-Emitting Diode
Based on Integrated Patterns of Greenish-Blue and Yellow Solvent-Free Liquid Emitters”
Scientific reports (Nature publishing group) 5, Article number: 14822 (2015)

小林直史, 桑江博之, 庄子習一（理工学術院）
水野潤（ナノライフ創新研究機構）

キーワード：マイクロ流体有機EL, 液体有機半導体, 液体有機EL, マイクロ流体技術

＊成果のポイント

液体有機半導体の集積化、制御を目的として、液体有機ELとマイクロ流体技術を組み合わせたマイクロ流体有機ELを世界で初めて提唱し、液体有機半導体を用いたピクセル発光を可能にした(Figure(a))
本研究では集積化したマイクロ流路を作製し、流路に交互に注入した青緑色と黄色の液体発光材料に同時に電圧を印加することで、液体白色電界発光に成功(Figure(b))
自在に形状が変形できる液体の利点を活かした新しいディスプレイや照明への応用に期待
発光層が高真空プロセスを用いないために容易に形成可能なため、オンデマンド励起光源が実現でき、生化学や医療分野で待望されるポータブルバイオチップへの応用に期待

Siナノワイヤーの歪分布と断面形状をX線回折で定量解析可能に

“Analysis of X-ray diffraction curves of trapezoidal Si nanowires with a strain distribution”
Thin Solid Films vol.612 (2016) pp.116–121

ナノ・ライフ創新研究機構　研究院教授　竹内輝明ら

キーワード：Siナノワイヤ，歪分布，台形断面，X線回折，シンクロトロン放射光

＊成果のポイント

300nm周期で配列したSiナノワイヤーを作製し(Fig.1)、X線回折実験を実施。ナノワイヤーと基板とは結晶方位が同じであるが、ナノワイヤーの干渉効果を用いて、基板の回折を除去してナノワイヤーの回折のみを観測した(Fig.2) 。
解析は、位相を考慮し歪分布と断面形状を仮定して、X線散乱振幅を全領域で積分して求めた回折強度理論曲線を実験曲線と比較して行った。
歪には正のものと負のものとが共存することが分かり、かつ、それらを定量的に求めることに成功した (Fig.3a)。また、断面を台形と仮定すると理論の回折曲線が実験曲線とよく合うこと(Fig.3b)も判明。
歪Si MOS-FETの解析や周期構造を有するフラッシュメモリ素子評価への応用が期待される。

ミリ波～テラヘルツ帯高機能平面アンテナの開発

“Plate-laminated Waveguides for 350GHz Band Fabricated by Silicon Process”
J. Hirokawa et al., Vietnam-Japan MicroWave, MO4-2, Aug. 2015

ナノ・ライフ創新研究機構　研究院教授　齋藤美紀子，同　次席研究員　加藤邦男ら

キーワード：無電解めっき、電解めっき、表面処理

＊成果のポイント

密着性と被覆性を向上させた無電解Ｎｉ系下地膜と電解金めっき膜を用い、Si全面を覆って積層、接合し350 GHz帯アンテナアンテナを作製
加工精度を10ミクロンから数ミクロンのSi プロセスにし、特性が改善
未開拓未利用領域であるテラヘルツ帯(100GHz程度～1THz程度)の超高速無線通信利用へ

マイクロ化学チップを用いた金属錯体含有蛋白質の高効率合成に成功

“High Efficient Synthesis of Manganese(II), Cobalt(II) Complexes Containing Lysozyme Using Reaction Area Separated Micro Fluidic Device”
TRANSDUCERS 2015, DOI:10.1109/TRANSDUCERS.2015.7180907

ナノ・ライフ創新研究機構　研究助手　田中大器，
ナノ・ライフ創新研究機構　研究院教授　関口哲志，理工学術院　教授　庄子習一

キーワード：マイクロ化学チップ, 錯体合成, 機能性蛋白質, MEMS

＊成果のポイント

従来法では、温度管理、雰囲気制御、長時間の撹拌が必要な金属錯体の合成について、マイクロ化学チップを用いることにより、室温、大気中、1秒以下での高効率合成に世界で初めて成功した。
マイクロ化学チップ内で初めて金属錯体含有蛋白質の合成に成功し、従来法に比べて3倍以上効率的に目的生成物を得ることに成功。
今後、マイクロ化学チップ内で金属錯体含有蛋白質を結晶化、単離し、燃料電池の電極や医薬へ応用することを目指す。

マイクロ流体デバイスを用いた多彩な流体制御に成功　高機能ファイバー作製への応用に道

“Microfluidic Stamping on Sheath Flow”
Small, DOI: 10.1002/smll.201600552

ナノ・ライフ創新研究機構　研究院助教　尹棟鉉，
ナノ・ライフ創新研究機構　研究院教授　関口哲志，理工学術院　教授　庄子習一

キーワード：マイクロ流体デバイス, 3Dシースフロー, 積層マイクロ流路, MEMS

＊成果のポイント

マイクロ流体デバイスにより、流路内の流れを制御し、複雑な形の流体断面を作り出すことに世界で初めて成功した。
マイクロ流体デバイスのファブリケーションの工夫により、簡単な構造のデバイスで複雑な流体断面の形状制御が可能である。
今後は、高機能ファイバー等への応用を目指す。

 マイクロ・ナノ加工、接合技術に関する研究成果 ╢ ・3次元マイクロ・ナノ立体加工技術とその応用
・異種材料の大気圧下でのハイブリッド接合技術
・インプリント技術によるプラスチックマイクロチップ

研究所長
庄子　習一（理工学術院教授）

顧問
大泊　巌
堀越　佳治

研究所員
庄子　習一（理工学術院教授）
岩瀬　英治（理工学術院教授）
宇高　勝之（理工学術院教授）
川原田　洋（理工学術院教授）
谷井　孝至（理工学術院教授）
野田　優（理工学術院教授）
本間　敬之（理工学術院教授）
松方　正彦（理工学術院教授）
松田　佑（理工学術院准教授）
渡邉　孝信（理工学術院教授）
河野　敏弘（次席研究員（研究院講師））
齋藤　美紀子（上級研究員（研究院教授））
佐々木　敏夫（次席研究員（研究院講師））
関口　哲志（上級研究員（研究院教授））
竹内　輝明（上級研究員（研究院教授））
田中　大器（次席研究員（研究院講師））
寺嶋　真伍（次席研究員（研究院講師））
野崎　義人（次席研究員（研究院講師））
ベルツ　モルテン（次席研究員（研究院講師））
水野　潤（上級研究員（研究院教授））
由比藤　勇（主任研究員（研究院准教授））

研究員
錦谷　禎範（客員上級研究員（研究院客員教授））

招聘研究員
荒川　貴博（ナノ・ライフ創新研究機構）
岩本　浩介（日立化成株式会社先端技術研究開発センタ要素技術開発部研究員）
内田　聡一（JXTGエネルギー株式会社中央技術研究所）
大内　隆成（東京大学生産技術研究所）
柏木　誠（青山学院大学理工学部化学・生命科学科助教）
金川　清（ローム株式会社）
神岡　武文（明治大学特任准教授（豊田工業大学訪問研究員））
河野　省三（東北大学名誉教授）
古賀　遼（TOTO株式会社総合研究所分析技術センター研究員）
佐藤　裕崇（ナンヤン工科大学機械航空学科助教授）
清水　貴弘（一般財団法人日本自動車研究所FC・EV研究部研究員）
Jeung Sang Go（国立釜山大学機械工学学部）
新谷　幸弘（LG Japan Lab株式会社責任研究員）
清家　綾（Seike Ltd. Inventorパテントコンサルタント）
辰村　光介（株式会社東芝）
福田　浩一（ナノ・ライフ創新研究機構）
福中　康博（ナノ・ライフ創新研究機構）
船津　高志（東京大学大学院薬学系研究科生体分析化学教室）
矢菅　浩規（お茶の水女子大学基幹研究院特別研究員（PD））
柳沢　雅広
山口　健（株式会社ブリヂストン素材応用研究第一部材料評価法研究ユニット主幹研究員）
山本　英明（東北大学青葉山キャンパス工学部管理棟1階）
尹　棟鉉（株式会社Enparticle企業付設研究所所長）
李　相哲（日立化成株式会社研磨材料開発部）