研究活動支援

＜一ノ倉助教＞
現代社会は環境、医療、情報通信分野などにおいて多数の複雑な課題を抱えています。その解決へ向けた次世代の工学体系として「量子技術」の研究開発が活発に行われています。量子技術では、電子や光子の持つ量子力学的な性質をうまく利用して超高速計算、秘匿性の高い通信や高感度な計測を行います。それらの共通素子は量子ビットや量子光源と呼ばれます。パワー半導体と呼ばれる物質中の発光欠陥は、量子素子へ応用できる潜在能力があります。本研究では代表的なパワー半導体である炭化ケイ素(SiC)の表面への量子発光欠陥生成を目指しています。表面に二酸化ケイ素(SiO2)の薄膜を成長させ、界面の構造を原子レベルで制御して量子発光欠陥を選択的に生成する試みです。ありふれた材料の界面から量子素子を生みだせれば、低コストに量子デバイスを実現できます。本研究では、界面や欠陥の観察から試行錯誤を行い、基礎から応用へ向けて進めていきます。

＜徳永助教＞
積層造形の一種である選択的レーザ溶融法（SLM）は高効率なセラミックスの造形方法として期待されています。しかし、レーザ照射による溶融時に融液内部で発生、成長する気泡が凝固時に残留すると、セラミック造形品の強度が著しく低下します。この気泡については生成から消滅にかけて未解明な点が多く、セラミックスの積層造形はおろかレーザ融接技術さえ実用化されていません。
私はフィルターを用いた簡潔な実験系を用いて、代表的セラミックスであるアルミナの融液内部を可視化しました。これにより、融液内部で発生する気泡のダイナミクスを直接観察することが可能になりました。
そこで本研究では、レーザ照射によってアルミナ融液内部で生成される気泡が発生・成長・消滅する過程を詳細に観察し、そのメカニズムの解明に挑戦します。これを基に気泡の消滅に最適な温度勾配や雰囲気など、気泡を効率的に除去する手法を考案します。

＜安原助教＞
私は、「強誘電体」と呼ばれる特異な材料群に興味を持ち、強誘電体の「薄膜」を用いた研究を遂行しております。強誘電体とは、自発分極と呼ばれる電気的な偏りが単一の結晶構造内に存在する材料のことで、メモリ素子などに応用されております。薄膜を用いる研究は、既存物質の物性評価のためだけではなく、デバイス開発や新材料合成に至ることもあり、材料研究者にとって非常に魅力的な研究アプローチです。しかし、薄膜作製時に薄膜の中に原子配列の規則性が崩れた領域(欠陥)が形成してしまうことも広く知られており、その欠陥が存在することで理想的な物性が発現しないことがあります。強誘電体の薄膜形態にて発現する物性を結晶構造から理解できるようにしたいというモチベーションから、本研究では欠陥の効果を低減のためのアプローチとして薄膜作製時より高温での熱処理を採用しました。熱処理に耐用可能な材料選定して熱処理後の材料物性の評価を行い、物性制御手法としての可能性を検討します。

＜本間助教＞
炭素と水素原子以外の原子、通称ヘテロ原子を有する高分子はその特徴的な性質から機能性高分子として利用されるものも多く存在します。一方で、高分子合成において環構造を有するはモノマーとして特異的な反応性を示し、そこから得られる環構造を含む高分子も特徴的な物性を有しています。そこで、ヘテロ原子由来の機能性と、分子構造由来の機能性を同時に併せ持つことができれば、新たな機能性高分子が合成できると考えました。そこで、本研究では環構造を有する新規ヘテロ原子含有ビニルモノマーの開発に着手します。ヘテロ原子の中でも特に窒素原子と硫黄原子に着目しモノマーの分子、新規環状ビニルモノマーを合成し、新規機能性高分子の合成における一つの指標を確立することを目指します。

＜藤岡助教＞
蛍光免疫染色法は、標的の抗原タンパク質と特異的に結合する抗体に蛍光色素を標識しておくことによって、標的タンパク質を高い特異性で蛍光検出・イメージングする技術として汎用されています。一方で、蛍光には「色数の壁」が存在し、一度に蛍光検出できる蛍光色素の数は4種類程度という限界がありました。このような課題を解決するために、一度使用した蛍光色素を積極的に退色させて再利用可能にする、cyclic蛍光免疫染色法が報告されていますが、その退色処理は一般に生体サンプルにとって過酷な条件が必要となり、サイクルを経る度にサンプルを傷害してしまうリスクがあります。そこで、本研究では蛍光法と比べて多重検出に秀でたラマン顕微法に着目しました。特に本研究で開発を目指すラマンプローブを使った検出法は、一度に検出できる標的数を拡充しつつ、プローブの退色処理も穏和に行えるため、サンプル傷害性を極力抑えた新規多重検出技術となるのではないかと期待しています。