第91号　法政大学理系同窓会報を16回に渡り，毎日公開していきます.

ホームカミングデー（2019/11/2）講演要旨

身近なセラミックス微粒子を科学する

環境応用化学科・教授（無機合成化学研究室）　石垣　隆正

　セラミックス（無機固体材料）分野の発展に顕著な業績をあげた研究者に授与される日本セラミックス協会フェロー表彰を、2019年６月７日に受賞しました。気相法、液相法を用いて種々のナノ粒子セラミックスを創製してきました。特に気相プラズマ合成法で、製造プロセスの高度化により機能性発現に重要な化学組成、結晶性、生成相等を精密制御してセラミックスナノ粒子の高性能化および新機能の発現をはかり、セラミックス基礎科学の発展に貢献したことが受賞理由です。
　セラミックス微粒子の合成と応用を研究テーマとする無機合成化学研究室では、酸化チタン、酸化亜鉛、炭酸カルシウムなどの微粒子を水溶液中で合成し、光触媒活性、発光特性、電気・磁気特性を向上させるための研究を行っています。環境に優しい方法で高機能セラミックス微粒子材料を合成して、持続可能な環境と社会を生み出すのに貢献する人材を社会に輩出しています。
　当研究室で行っているセラミックス微粒子の研究は、皆さんの身近に存在する様々な電子デバイス、光デバイスの高性能化、小型化に関係しています。代表例は、スマートフォンに使われている積層セラミックスコンデンサという部品です。この部品は、一台のスマートフォンに700 ～ 800 個使用されています。携帯電話がショルダーバッグ程度の大きさから、手のひらサイズになり、さまざまな機能を有するスマホになるには、使用されている電子部品の小型化が大きな役割を果たしました。現在使用されている原料（BaTiO３）粒子サイズを、サブミクロンサイズ（１mmの数千分の１程度の大きさ）から10分の1以下に小さくして、粒径10ナノメートル（ナノメートルは10－9 m）程度にまですると、電子デバイスのさらなる小型化、高機能化が期待されます。
　セラミックス微粒子の身近な使用例をもう一つあげると、化粧品への応用があります。ファンデーションやサンスクリーンの構成素材の95％以上が無機化合物です。紫外線吸収など微粒子の機能には、素材がもっている固有の特性が関係します。一方、ファンデーションとしての特徴、隠蔽力あるいはその逆の透明性には、微粒子の形態、大きさが大いに関係しています。
　微粒子合成研究の醍醐味は、化学組成が同じ材料をさまざまな大きさ、形態、結晶構造でつくることです。図は、さまざまな形態をもったZnO（酸化亜鉛）微粒子の電子顕微鏡写真です。また、最近よく聞かれるようになった光触媒の材料であるTiO２（二酸化チタン）では、異なる結晶構造をもった微粒子が合成可能です。

マイクロ流体有機ELの開発

電気電子工学科　専任講師　笠原　崇史

　人々の生活を豊かにし、社会に貢献することを目標として、学際領域であるフレキシブル・ハイブリッド・エレクトロニクスデバイスに関する研究を行っています。特に、半導体微細加工技術、印刷技術、各種分析技術を基盤として、微小電気機械システム（MEMS）と有機エレクトロニクスとを融合した「マイクロ流体有機EL」や、最先端の電気電子材料を積極的に取り入れた機能性マイクロデバイスの創出に力を入れています。 　現在、有機ELパネルを搭載したスマートフォンや薄型テレビの実用化が加速しています。有機ELは厚さ100 nm程度の固体有機半導体の多層膜を２枚の電極で挟み構成され、直流電圧を印加すると有機化合物そのものが発光する「自発光型」デバイスです。バックライトが不要であることから、薄型、軽量化が可能であり、さらに高コントラストの映像を再現できるという特徴を有しています。その一方で、近年、有機溶媒を用いず、常温で液状の機能性有機材料が様々な研究分野で注目されています。発光素子としては、2009年に液体有機半導体を発光層に用いた液体有機ELが初めて報告され、液体の流動性や柔軟性を有した従来の延長線 上にないディスプレイの実現に期待が高まっています。しかしながら、従来の液体有機ELは、１種類の液体有機半導体を電極が形成された2枚のガラス基板で挟んだだけの簡易的な素子構成であり、複数の液体を精度よく塗り分け、マルチカラー発光を得るのは困難でした。我々は、液体材料の特徴を活かした革新的ディスプレイの創生を目指し、これまで化学・生化学分野で発展し、微細流路による溶液の送液・化学反応を得意とするMEMSマイクロ流体技術と、液体有機ELとを融合したマイクロ流体有機ELディスプレイを提案し、研究開発を進めてきました（図）。
　本講演では以下の３テーマについて紹介します。（1） 半導体微細加工技術と異種材料接合技術による電極付きマイクロ流体デバイスの作製技術と液状ピレン誘導体の電界発光特性、（2） エネルギー移動機構を利用したマルチカラー発光、（3）液体の柔軟性を活かすフレキシブルデバイス。2018年４月に本学に着任して以来、学生とともに自由な発想で、支援ツール（CAD）を用いた新規デバイスの設計、イオンビーム工学研究所の半導体製造装置類による試作、作製したデバイスの特性評価を行っています。講演では最新の成果と今後の展望についても紹介する予定です。
　本学の研究の発展ならびに教育研究を通じて学生にとってかけがえのない経験を与えられるよう誠心誠意努力いたす所存でございます。今後とも、ご指導ご鞭撻を賜りますようお願い申し上げます。