シリコン系材料
単結晶シリコンは半導体産業を産みましたが、太陽電池の主役でもあります。
しかし、半導体用のプロセスではコスト・規模が見合わず、ブレークスルーが
必要とされています。私たちは単結晶シリコンを球状ないし薄膜状にすることで
数十倍のシリコン有効利用を目指すとともに、高純度シリコン原料製造にも
新たな化学反応ルートを開発しています。
また、シリコンはナノ粒子化するとバンド構造が変化します。
蛍光体として医療診断マーカーへの応用などを検討しています。
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 球状単結晶シリコン太陽電池 
Full-Color PL of Si-QDs by PE-CVD |
ナノカーボン
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単層カーボンナノチューブは、nmの細さとmmの長さを持つ特異な1次元材料です。
物理・理学分野により特異な性質が明らかにされ、多様な用途が提案されています。
一方で、極少量しか作れず金の数十倍も高価、応用は進んでいません。
ものづくりでは化学・工学が主役、私たちは既に世界トップの合成技術を確立、
更にコスト・規模の3桁のブレークスルーに挑んでいます。
また、自己組織化によりネットワーク状・棘状等の多様な形態をナノチューブにとらせ、
ディスプレイ・照明用の透明電極・電子エミッター等を開発しています。 グラフェンは優れた伝導特性を有する二次元ナノ材料として期待されています。 実用的な手法による基板上へのグラフェン膜形成の研究も始めました。
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 アルコールCVD法で合成したSWCNT  CMD法による触媒探索  世界トップクラスのSWCNT高速成長 高解像度版はこちら |
有機/無機/ハイブリッド
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上記のように、シリコンおよびカーボンのナノサイズ化により多様な機能を創製できますが、
それらのハイブリッド化により更に多機能化できます。
また、電子デバイスでは各種材料の薄膜化技術が重要です。金属系材料の成膜機構・ 結晶成長機構の解明や、集積回路での電極・配線形成技術の開発を進めています。 また、有機半導体薄膜の結晶構造・界面構造を制御するとともに、発光デバイス・ 薄膜トランジスタ応用に向けた製膜技術開発を進めています。
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 導電性ポリマーの構造制御による多色蛍光  垂直配向L10-FePt磁性ナノ粒子 |
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現実系の材料合成は、物質物性の影響を強く受けますが、
標準的な物質を用いて実験を行うことで、物性の影響を一定にしたまま、
構造形成の基礎を検討することができます。 共通原理を理解すると物質によらないシミュレーションが可能となります。 また、実験系で測定できないような時間・空間スケールでの解析も可能となります。 インク、化粧品、食品、医薬品など多様な分野で重要なコロイド分散系を対象に、 流動場や乾燥場での分散・凝集、自己配列のシミュレーション基盤を構築しています。 更に、ナノ物質の安全性も実用上重要な課題です。 個々のナノ物質の物性だけでなく、製造プロセスに応じた物性や飛散量の違いなどを含め、 統合的にリスクを評価する知識基盤の構築を進めています。
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Free/ Hindered Settling of Silica Particles 
Modeling of Colloidal Nanoparticles in Fluid |
以前の博士論文
- 葛岡 義和 「ポリフェニレンビニレン系ポリマーの光機能素子に関する研究」 (2008).
- 筧 和憲 「スパッタ担持金属ナノ粒子触媒による単層・多層カーボンナノチューブの成長」 (2008).
- 高本 篤史 「半導体ナノ粒子分散液の光照射による不安定化と蛍光振動現象」 (2007).
以前の修士論文
- 大井 佑記 「有機半導体デバイスにおける塗布薄膜の構造形成と光学・電気特性」 (2009).
- 荻野 佑美 「単層カーボンナノチューブを用いたナノ粒子分離フィルター作製とその性能評価」 (2009).
- 奥 圭介 「シリカコロイド水分散液の沈降モード変化と凝集メカニズム」 (2009).
- 白井 聖 「カーボンナノチューブの低温成長と稠密成長に向けた薄膜触媒の開発」 (2009).
- 中津 浩彰 「ナノ粒子分散液滴乾燥膜の力学特性」 (2009).
- 真野 涼平 「圧力駆動流における高濃度液相微粒子系の凝集と流路内閉塞」 (2009).
- ムンガイ F. カニイリ 「急速エピタキシーおよびリフトオフプロセスによる太陽電池用単結晶シリコン薄膜の合成」 (2009).
- 諸隈 慎吾 「Liイオン２次電池用Si薄膜負極の開発」 (2009).
- 沈 鵬 「プラズマCVDを用いたSiナノ粒子の合成」 (2008).
- 若林 智紀 「ナノ粒子分散液滴の乾燥過程における粒子系自己組織化現象の研究」 (2008).
- 伊藤 龍平 「カーボンナノチューブのCVD合成における気相反応と触媒反応の独立制御」 (2008).
- 高嶋 智史 「塩素共存下での銅成膜機構の理解と微細孔埋め込み技術の開発」 (2008).
- 長谷川 馨 「熱CVD法による基板上での単層カーボンナノチューブの高速成長」 (2008).
- 和田 幸祐 「半導体ナノ粒子の光集積」 (2008).
- 恩田 拓磨 「高濃度コロイド溶液の流動誘起構造形成」 (2007).
- 上澤 明央 「液相法Siナノ粒子の合成とその評価」 (2007).
- 大島 裕史 「半導体から絶縁体へ相変化するアモルファスシリカ膜の作製と評価」 (2007).
- 桑原 雄一 「エピタキシャルリフトオフプロセスを用いた太陽電池用シリコン薄膜の作製」 (2007).
- 杉目 恒志 「コンビナトリアル手法による触媒探索と単層カーボンナノチューブ合成の理解と制御」 (2007).
- 眞重 洋子 「光重合ポリマーにおける自己組織化構造形成」 (2007).
- 森下 梓 「スパッタ法によるFePt磁性体ナノ薄膜の結晶粒界制御」 (2007).
- 山口 雅裕 「PPV誘導体の光特性とデバイス応用」 (2007).
- 蔡 一新 「乾燥過程におけるナノ粒子系のヘテロ凝集」 (2006).
以前の卒業論文
- 伊藤 岳大 「流れ場におけるひも状ナノ粒子系のシミュレーション」 (2009).
- 音羽 拓也 「せん断場における高濃度コロイド分散液の shear thickening メカニズム」 (2009).
- 関口 康太郎 「パルス通電加熱によるカーボンナノチューブフィールドエミッタの瞬間実装」 (2009).
- 高野 宗一郎 「微細孔の選択的埋め込み技術の開発」 (2009).
- 成田 英輔 「テトラベンゾポルフィリン有機半導体薄膜の構造制御と電子デバイスへの応用」 (2009).
- 平野 祥久 「ナノ粒子分散液滴の乾燥過程における二次粒子形成メカニズムの解明」 (2009).
- 荒木 謙智 「光加熱を用いた太陽電池用シリコンボールの造粒技術開発」 (2008).
- 太田 誠一 「棒状ナノ粒子分散液の基板上乾燥による薄膜形成のシミュレーション」 (2008).
- 辻 由樹絵 「電子デバイス用コバルトシリサイド薄膜の結晶成長の理解と制御」 (2008).
- 野村 桂甫 「機能分担触媒によるカーボンナノチューブの低温成長」 (2008).
- 松本 芳 「球状シリコンの冷却過程における結晶形成観察」 (2008).
- 大井 佑記 「有機ELデバイスにおける電圧・電流特性のモデリング」 (2007).
- 奥 圭介 「コロイド凝集系におけるバイモーダル分布形成」 (2007).
- 櫻田 祐貴 「流動場における液相ナノ粒子系の分散凝集メカニズム」 (2007).
- 諸隈 慎吾 「カーボンナノチューブ合成における触媒構造の変化」 (2007).