EE Times Japan『材料技術』

NECで特別主席研究員を務める飯島澄男氏らの開発チームは、欧州特許庁（EPO）から「欧州発明家賞」を受賞した。カーボンナノチューブの発見およびその製造方法を発明した功績が認められた。

体に起こる自然な反応を利用して、聞こえに関するさまざまな情報を得る――NTTコミュニケーション科学基礎研究所の研究成果だ。被験者の回答に頼らない新しい手法を利用した3つの研究成果を紹介する。

スマートファブリック（布地）の開発を目指すGoogleのプロジェクト「Project Jacquard」が始動した。米国ジーンズメーカーのリーバイスと協業することが決まっている。指でこするとモバイル機器を制御できるようなジーンズが作られるかもしれない。

リコーは2015年5月18日、圧力や振動を加えると高出力で電気を生み出す「発電ゴム」を開発したと発表した。100μm程度の薄膜であり、加工性に優れるため、センサーやIoT向けの環境発電用材料などの用途を見込むという。

理化学研究所は2015年4月15日、東北大学と共同でエネルギー損失なく電流が流れるトポロジカル絶縁体の薄膜の作製に成功したと発表した。

東京大学発のベンチャー企業で、米国と日本を拠点に事業を展開するAgICは、1030mm×1456mmのB0サイズの専用紙に回路を印刷できる技術を確立したと発表した。触ると光るポスター広告や、壁紙と一体化した照明などへの応用が期待される。

スウェーデンの大学とスタンフォード大学が、単層グラフェン上に半導体ポリマーが形成された“ハイブリッド素材”を開発。シリコンに匹敵する性能を持つ有機トランジスタの実現にまた一歩近づいた可能性がある。

早稲田大学が、クラック（亀裂）を自己修復する金属配線を実現したと発表した。金属配線を覆うように金属ナノ粒子を含む液体を配置し、電圧を印加して、ナノ粒子をクラック部分のみに引き寄せて修復するというもの。フレキシブル機器などに応用できると期待される。

東北大学 原子分子材料科学高等研究機構（AIMR）の幾原雄一教授らは、ダイヤモンドと窒化ホウ素の接合界面における原子構造を特定することに成功した。今回の研究成果は、共有結合物質同士の接合を用いた新機能材料の研究開発につながるとみられている。

プリンテッドエレクトロニクスでは、回路を印刷するインクやペーストも重要になる。「プリンタブルエレクトロニクス2015」では、伸縮性がある銀ペーストや、20μmの線幅で回路を形成できる銀ナノ粒子インクなどが展示された。

山形大学は「プリンタブルエレクトロニクス2015」で、透明な有機薄膜太陽電池を展示した。“発電する窓”など、新しい市場を開拓できる可能性がある。

遺伝子をプログラミング、つまり組み換えることで、環境分野や医療分野に役立つバクテリアやウイルスを作り出す研究開発に、インテルやマイクロソフト、オートデスクなどの大手企業が乗り出している。

東京大学や大阪府立産業技術総合研究所などのグループは2015年1月26日、印刷で製造可能な有機温度センサーと有機半導体デジタル回路を開発したと発表した。

スイスのローザンヌ連邦工科大学（EPFL）が、電子脊髄「e-Dura」を開発したと発表した。伸縮性のあるシリコンを使い、コネクタと電極を金の配線で接続して電子追跡機能を持たせた。パーキンソン病やてんかんの治療にも応用できるのではないかと期待されている。

三ツ冨士繊維工業の「AGposs T1」は、リード線（導線）として利用されていた銀メッキ導電性繊維を薄膜で覆った、ウェアラブル専用繊維である。生体情報やGPS情報を取得できる衣服などを作ることができる。

米大学が、粘土状の導電性物質を発見したという。偶然の産物だったようだが、丸めたり伸ばしたりと、自由に成形できるストレージができる可能性もある。

新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）は、ナノ炭素材料の実用化を加速するため、新たに16テーマの助成事業と3つの委託事業を開始すると発表した。この事業期間は2014〜2016年度の3年間となる。

NEC SCHOTTコンポーネンツの「POWERAMIC」は、高電圧コンデンサ誘電体用ガラスセラミックである。最大300℃の高温環境でも絶縁性と破壊強度に優れ、高いエネルギー貯蔵密度を実現することができる。

IBM研究所が新種のポリマーを開発した。骨よりも強く軽量で耐溶剤性があり、100％リサイクル可能だという。欠陥が見つかったチップを原材料に戻して製造し直すことも可能になるので、半導体業界への応用も期待されている。

物質・材料研究機構（NIMS）は、導電性と誘電性の2種類の酸化物ナノシートにより、「世界最小」とする高性能コンデンサ素子の作成に成功したと発表した。従来のセラミックコンデンサよりも大幅な小型化、高性能化が実現できるという。

東京大学などのグループは、印刷で製造可能な高性能有機薄膜トランジスタ回路を開発し、電子マネーカードなどで用いられる商用周波数（13.56MHz）での個体識別信号の伝送に「世界で初めて成功した」（東京大学）と発表した。

IBMとシンガポールの研究所は、飲み終わったペットボトルなどの廃プラスチック材から、真菌を攻撃するナノファイバー抗菌剤を生成したと発表した。年間約23億kgにも上る廃プラスチック材を有効に活用できる可能性がある。

スズから成る新しい超伝導体を米大学が発見した。グラフェンのような2次元の単分子層で、同大学は「stanene」と呼んでいる。現段階では、物質の両端だけ、100℃まで完全導電性を実現しているという。

NECは2013年から、電子デバイス分野などで次世代材料として注目を集めるナノカーボン素材の一種である「カーボンナノホーン」（CNH）の販売を開始している。あまり耳なじみのないカーボンナノホーンだが、他のナノカーボンよりも優れた特性を多数備え、電子部品分野や医療分野など幅広い分野での応用が期待されている。

米大学が、カーボンナノチューブ製のトランジスタ178個を集積したプロセッサを開発した。MIPSアーキテクチャの命令セットのうち、20個の命令を実行できるという。

富士通は、スーパーコンピュータ「京」を用いて、永久磁石が磁化反転する課程を大規模にシミュレーションすることに成功したと発表した。これにより、磁性体を詳細に解析できるようになり、重レアアースを使用しない強力なネオジム磁石など新たな磁性材料の研究開発が促進されるという。

色素増感太陽電池に使われる白金電極は、太陽電池のコストを上げる要因の1つだ。その白金の代替材料になり得る、3次元構造のグラフェンを米大学が開発した。グラフェンを酸化リチウムなどと反応させることで、3次元構造にするという。

次世代の材料として注目されているグラフェンの有害性を指摘する研究結果を、米大学が報告した。細胞内に入り込み、機能を破壊するという。

IBM Researchが、原子を使って製作した1分半の映画を公開した。走査型トンネル顕微鏡を使って、何千個もの原子を人や物の形に正確に配置した静止画像を作り、それをコマ撮りしたという。

米大学が、原子1個分の厚さを持つシート状のゲルマニウム結晶を生成することに成功した。この材料は、電子移動度がシリコンに比べて10倍になるという。グラフェンなどに続き、シリコンに代わる新しい材料がまた1つ登場したようだ。

ITOに代わる透明電極の材料である「ClearOhm」を開発するCambrios Technologies。まずは、低コスト化という優位性が最もよく現れる20〜30インチのディスプレイで、ITOからClearOhmへの置き換えを狙う。

米大学の研究チームが、長さ2nm、高さ1nmの分子モーターの動きを制御する技術を開発した。走査型トンネル顕微鏡の探針先端の電子から得たエネルギーで分子モーターを回転させる。量子コンピュータや医療の分野などで使用されるナノスケールデバイスへの応用が期待されるという。

IBMの研究チームは、現行の標準的な半導体プロセスを使って、カーボンナノチューブを用いたトランジスタ素子を1枚のチップ上に1万個以上作り込むことに成功したと発表した。こうした成果は世界初であり、シリコンの次を担う半導体材料として期待されるカーボンナノチューブ・ベースの集積回路（IC）の商用化を大きく進展させると主張している。

物体を不可視化する「クローキング」の技術を、電子デバイスに応用する研究が始まっている。米大学の研究チームが、クローキングを応用し、電子の流れの中でナノ粒子を“不可視化”する技術を発表した。まだ研究初期の段階ではあるが、このコンセプトを用いれば、新しいタイプのスイッチ素子などが誕生する可能性もあるという。

NHKは、新しい材料を組み合わせることにより、従来に比べて消費電力が1/3、寿命が7倍の赤色発光有機EL素子を開発した。

炭素は新材料の宝庫だ。フラーレンやグラフェン、カーボンナノチューブが新しいエレクトロニクスを支える素材として活躍している。だが、炭素の可能性はまだまだ尽きない。ダイヤモンドよりも硬い素材、羽毛よりも軽い素材……。2012年春以降に発見された新材料を紹介する。

ルクセンブルクの合成ダイヤモンドメーカーであるElement Sixが、米国のシリコンバレーに製造工場を建設した。同社は、今後、顧客とのネットワークを作る上で、シリコンバレーが最適な立地だと判断したようだ。

シリコンよりも高い電子移動度を持つ素材として注目されているグラフェン。グラフェンから半導体誘導体を生成することにした米大学の研究チームは、「炭素系材料を用いたナノエレクトロニクスに革新をもたらす」と期待している。

米大学が、銅とグラフェンの複合材料を利用したヒートスプレッダを開発した。銅のみを使った従来品よりも冷却性能が高い上にコストを抑えられるため、「使ってみたい」という声が早くも上がっているという。

シリコンはエレクトロニクスを支える半導体として大規模に利用されている。その一方で、炭素だけからなる材料が注目を集めている。現在のメモリやプロセッサがそのまま炭素材料に置き換わるのだろうか。そうではない。ではどのように役立つのだろうか。