ライフサイエンス ●ナノテクノロジー・材料首都圏北部4大学研究室紹介宇都宮大学大学院工学研究科情報通信石井研究室 URL：http:// www.ee.utsunomiya-u.ac.jp/~ishii/ ■研究テーマ ■キーワード図２ GFS装置の例（粒子作製用）性光触媒酸化チタン薄膜、磁気光学薄膜、透明導電 ■産業界の相談に対応できる技術分野薄膜作製技術、廉価な真空コーティング、酸化物薄膜作製、磁性薄膜作製微粒子作製、ナノ粒子応用、材料物性の評価と解析、高品質結晶性薄膜の石井清教授応用、光触媒薄膜の応用、バイオ用ナノ粒子の利用など佐久間洋志助教 ■主な設備特徴と強み膜などの作製、微粒子関係では、粒径制御技術の確理想的な薄膜・微粒子構造を実現するガス立、医療応用磁性粒子の作製、ナノ磁性粒子集合体フロースパッタ法（GFS法）の物性研究、などです。エネルギーガスフロースパッタ装置など成膜装置、構造解析装置（XRD,TEM等）、物性評価装置（VSM等） ̶本学発の技術で、フランホーファーIST 連絡先宇都宮大学大学院工学研究科石井清 TEL：028-689-6090 FAX：028-689-6090 e-mail：[email protected] （独）や各国で実用化装置が開発されてい ◆◆ ◆◆◆ GFS法の原理を図１に示します。パイプや対向平板 GFS法のメリットを活かして、新たな物性を発現させ、新規デバイスの実現を目指します。原子の積み替えによるナノテクノロノジーそして、各種薄膜と微粒子に対して、高機能性や新規り原子が飛び出す）、その中で生成したターゲット原子例えば、マグネタイト（Fe3O4）は完全なスピン分極が予 ̶ガスフロースパッタ法を基礎とした、な特性を付加することにより、材料の立場から、エレクトをアルゴン（Ar）ガスにより基板上へ移送・堆積させま想されるハーフメタルの一種で、磁気センサーやメモリ高品質結晶性薄膜の作製とその応用、ロニクス分野にイノベーションを起こすことを目指していす。スパッタ法の一種ですが、チャンバー内の圧力を等のスピンエレクトロニクスへの応用が期待されていまナノ粒子の作製とその応用、ます。 100 Pa程度に設定するため、 CVD的なソフトなプロセすが、GFS法を用いると良質な薄膜が得られます。まスが実現します。そのため、基板や膜へのダメージが少た、磁性微粒子の集合体は、磁気特性と電気伝導にお ◆ ない高品質の膜を得ることができます。また、反応ガスいて特異な振る舞いを示します。デバイスへの応用が宇都宮大学で考案されたガスフロースパッタ法を基板前面に供給することにより “金属モード” の安定期待できます。等々、新たな物性の発現とその応用を（GFS法）を用いると、金属をはじめとして様々な薄膜をで高速な反応スパッタが行えるという、他の方法にはな目指しています。どのような基板上にも容易に作製できます。特に、他のい大きな特長があります。そのため、酸化度を自由に制成膜技術では困難な、結晶性の良い酸化物薄膜や窒御した酸化物薄膜が作製できます。 ○産学連携について化物薄膜を高速で成膜できます。この方法では高価なさらに、条件によってはスパッタ粒子が基板に到達す薄膜・微粒子はいろいろなところで応用されており、高真空ポンプを使用しなくとも良いため、純度に対するるまでにナノ粒子に凝縮・成長します。すなわち、「原子石井研究室の持つ薄膜・微粒子作製技術は、デバイ要求が厳しくない場合には廉価な装置を用いることも堆積から粒子堆積まで」可能であり、非常にユニークなスのみならず、表面処理、医療・医薬品、化粧品等などできます。さらには、数ナノメートルからサブミクロンの微方法と言えます。特に、数ナノメートル以下の粒子（クラ様々な分野で利用できると思います。分野は問いませスターとも呼ばれる）は基板上で容易に焼結し、薄膜とん。共同研究や社会人学生の受入れなどにより、連携して成長します。その技術を「クラスター堆積」と呼び、活動を続けていきたいと考えています。クラスター堆積の応用̶ 様々なナノ構造の形成が期待できます。野の各種薄膜と微粒子を作製するために、 GFS技術を現在の具体的研究テーマは、次のようなものです。薄 4u Vol.1 埼玉大学私たちの研究室では、主として、エレクトロニクス分群馬大学ノテク技術です。図１ GFS法の原理（パイプや対向平板の中で放電させ、生成した原子蒸気をArガスにより基板上へ移送・堆積させる）宇都宮大学粒子の作製にも利用できるという非常にユニークなナ茨城大学の中で放電させ（電極がターゲットと呼ばれ、放電によフロンティア利用することを考え、その技術の改良を進めています。社会基盤研究概要製造︵ものづくり︶技術今後の展開ます̶ 105 膜関係では、ハードディスク用Co-Pt、 Fe-Pt薄膜、高活ナノテクノロジー・材料電子材料、薄膜、微粒子、ナノ粒子、成膜技術、ガスフロースパッタ法、磁性、スピンエレクトロニクス環境図３ GFS法により得られた薄膜と微粒子の例 (a)ハードディスク用Co-Ptナノピラー断面TEM写真（径が10nm 程度のCo-Ptナノピラーを磁気的に孤立させながら基板上に敷き詰めることができている） (b)粒径が揃ったFeナノ粒子のTEM写真（TEM：電子顕微鏡） ●ガスフロースパッタ法による薄膜作製と応用 ●クラスター堆積技術の確立と新物質の合成 ●磁性ナノ粒子の作製とその応用 4u Vol.1 106