第3期生研究報告会「界面科学のフロンティア -計測・デバイス・生体界面の分野横断と新展開-」を開催いたします

日時：平成24年1月5日（木）　10:00～18:00
場所：東北大学片平キャンパス　さくらホール(仙台市青葉区片平二丁目1-1)
参加費：無料 / 定員：１５０名
主催：独立行政法人科学技術振興機構

「界面の構造と制御」領域 大島義文研究者は平成23年5月17日（火）日本顕微鏡学会第５６回学会賞（瀬藤賞）を受賞しました。

受賞題目：超高真空透過型電子顕微鏡を用いたナノ物性計測手法の開発と応用

大島研究者は、超高真空電子顕微鏡を駆使することにより、従来不明であった金属ナノ材料やフラーレン分子の本質的な基礎物性を解明してきました。特に、高分解能観察が可能な液体窒素冷却ホルダーを独自に考案し、金の単層ナノチューブの発見や数ナノメートルサイズ以下のインジウム金属ナノ粒子がバルク粒子と異なる特異な構造をとることを明らかにしました。また、電極間に架橋された金属ナノワイヤ―や単一フラーレン分子の物性計測システムを開発して、金ナノワイヤの室温での量子化伝導の解明やフラーレン分子のホッピング状態のその場観察や伝導計測に世界で初めて成功するなどの優れた成果を挙げてきました。以上のように、大島研究者の研究は、超高真空という理想的な状態でナノ材料の原子スケールの精密計測を実現した点に特徴があり、その業績が高く評価されました。

本賞は、顕微鏡学において相当期間にわたって高い水準の業績を挙げることにより、学会に貢献した功績の顕著な個人に授与されるものです。

「界面の構造と制御」領域 松崎典弥研究者は平成23年3月27日（日）日本化学会第60回進歩賞を受賞しました。

受賞題目：ナノ構造高分子材料による細胞操作と生体組織モデルの構築

松崎研究者は、高分子・タンパク質ナノ薄膜により細胞界面を制御する独創的な発想に基づく「細胞積層法」という革新的な手法を提案し、生体外での生体組織モデルの構築に関する先駆的な研究を展開してきました。本手法は、細胞表面に形成したナノ薄膜により細胞同士の接着を制御し、望みの細胞の配置を精密に制御して三次元組織を構築する革新的手法です。細胞同士が互いに相互作用することで生体組織と同様の機能を発現することが可能であり、革新的な生体組織モデルとして有用であることを明らかにしてきました。本成果を通じて示された“ナノ薄膜による細胞界面の制御”という概念は、高分子化学・材料化学分野だけでなく、医療・薬学分野など様々な分野に重要な知見を与え、国内外で高い評価を受けています。以上の松崎研究者の一連の研究は、従来研究と一線を画すものであり、高分子化学・材料化学分野だけでなく、再生医療や創薬分野に大きなインパクトを与えました。

本賞は、日本化学会会員であって、化学の基礎または応用に関する優秀な研究業績を挙げ、受賞対象となる研究についての主論文を会誌に一報以上発表し、満37歳に達していない若手研究者に授与されるものです。

「界面の構造と制御」領域 好田誠研究者は平成22年7月9日（金）財団法人本多記念会原田研究奨励賞を受賞しました。

「半導体における電気的スピン注入・スピン制御に関する研究」

好田研究者は、これまで半導体スピントロニクスに関する研究に従事し、スピン機能素子化に必要な電気的スピン注入及び電気的スピン制御に関する研究を行ってきました。特に、スピン偏極正孔を有するp型強磁性半導体にエサキトンネルダイオード構造を適用することで非磁性半導体へスピン偏極電子を電気的に注入することに成功しました。さらに発光ダイオード構造と組み合わせ3端子素子化することでスピン注入率の外部制御を世界で初めて実現しました。またメゾスコピック伝導に関する研究にも精力的に取り組み、半導体リング構造を利用したスピン位相の干渉効果であるアハラノフ－キャッシャー効果の観測を行い、電子スピンの電界制御を実現しました。このように好田研究者は、半導体におけるスピン自由度の活用に必要な基盤技術となるスピン生成、制御、検出のうちスピン生成及び制御において大きなインパクトを与えました。

本賞は、金属及びその周辺材料に関する研究、教育を行い、すぐれた成果、教育的貢献が顕著な東北地区の若手研究者に対して授与される記念賞です。

「界面の構造と制御」領域 末益崇研究者は平成22年5月26日（水）、2010年春季応用物理学関係連合講演会で発表した下記の論文により「講演奨励賞」を受賞することが決まりました。授賞式は、2010年9月の秋季応用物理学会学術講演会(長崎大学)の初日に行われます。

「n⁺-BaSi₂/p⁺-Siトンネル接合の形成とBaSi₂膜の分光感度特性評価」

BaSi₂は資源の豊富な元素で構成され、光吸収係数が結晶Siの100倍大きく、さらに、禁制帯幅が太陽電池に最適な1.4eVに制御できるなど、新しい薄膜太陽電池材料として期待されています。BaSi₂は、Si(111)面上に高品質なエピタキシャル成長が可能ですが、BaSi₂/Siヘテロ接合での大きなバンド不連続が、キャリア輸送の障害になっていました。末益研究者は、n⁺-BaSi₂/p⁺-Siトンネル接合を形成することによりこの問題を克服しました。さらに、トンネル接合上へのBaSi₂光吸収層のエピタキシャル成長に成功し、外部量子効率約20%の分光感度をもつ太陽電池構造の作製を実現するなど、今後の研究に繋がる極めて優れた成長技術を達成しました。

この賞は、春季および秋季の学術講演会において、応用物理学の視点から極めて価値のある一般講演論文を発表した若手会員に授与され、これを称えることを目的とするものです。

「界面の構造と制御」領域 好田誠研究者は平成22年3月15日（月）財団法人トーキン科学技術振興財団研究奨励賞を受賞しました。

「半導体における電気的スピン注入・スピン制御に関する研究」

電子は電荷と共にスピンの自由度を有します。スピン自由度に基づく新たな電子物性を利用するには、半導体へ電気的に電子スピンを注入し、さらに電気的に制御することが必要不可欠となります。好田誠研究者は、p⁺-(Ga,Mn)As / n⁺-GaAsトンネル接合を用いた電子スピンのバンド間トンネルを実現することで強磁性半導体を用いた電気的電子スピン注入に世界で初めて成功し、世界最高レベルのスピン注入率を実現しました。その後、スピン注入のみに留まらず電子スピンのゲート電界制御に関する研究にも取り組み、High-k材料であるAl₂O₃ゲート絶縁膜を適用することでゲート制御性を格段に向上させ、これまで磁界で制御されてきた電子スピンをゲート電界のみにより6回転以上電界で制御できることを実証しました。以上のように、半導体スピントロニクスにおいて重要な基盤技術である半導体への電気的スピン注入及びスピン制御に関して顕著な成果を挙げられたことが高く評価されました。

本賞は、宮城県の工学分野における若手研究者の育成と研究活動の支援を目的として、宮城県の工学分野において優れた成果を挙げた若手研究者に贈られるものです。

「界面の構造と制御」領域 松崎典弥研究者および所属の阪大グループは、平成21年11月27日（金）第4回モノづくり連携大賞の特別賞を受賞しました。

「ナノ微粒子等を定量定点配置できる装置を応用した、産官学連携による多様なアプリケーション開発」

クラスターテクノロジー（株）が独自開発したパルスインジェクターは、幅広い溶液を超精密に定量定点配置できる新しいインクジェットシステムです。有機・高分子材料、金属・セラミック微粒子からDNA、タンパク質、細胞など多種多様の試料溶液を、容易かつ正確に配置できるという特徴を有しています。特に、大阪大学グループとの共同研究により、細胞とタンパク質のパターニングおよび細胞積層構造の作製に成功し、生体組織に類似した人工組織体をチップ化できることを明らかにしました。これにより、再生医療や薬剤評価など、バイオ分野へのインクジェットシステムの新しい可能性と有用性を示し、産業界に大きなインパクトを与えたことが評価されました。

「受賞団体」
大阪大学・名古屋大学・産総研健康工学研究センター・協和界面科学（株）・クラスターテクノロジー（株）

「モノづくり連携大賞」は、モノづくり分野での産学官連携事例に焦点を当て、注目すべき事例とその創出にかかわってきた人やグループを表彰するものです。

「界面の構造と制御」領域 末益崇研究者は平成21年11月13日（土）The 19th International Photovoltaic Science and Engineering Conference (PVSEC-19, Korea) Oral Presentation Awardを受賞しました。

「Impact of growth temperature on microstructures in polycrystalline Si thin film grown by Al-induced layer exchange process」

現在JSTさきがけ研究で行っている半導体BaSi₂は、資源が豊富なSiとBaで構成され、その光吸収係数、さらには禁制帯幅がSiよりも大きいため、既に実用化されているCIGS系薄膜太陽電池に比較しても高効率且つ安価な薄膜太陽電池用の新しい材料として期待されます。BaSi₂はSi(111)面に格子整合してエピタキシャル成長が可能ですので、SiO₂基板上に<111>配向Si膜を形成できれば、SiO₂基板上にも高品質なSiベースの薄膜結晶太陽電池の形成が可能になります。さきがけ研究では、既に、SiO₂基板上に<111>配向Si膜をAl誘起層交換法(AIC法)という方法で実現し、その上に形成したBaSi₂膜において、禁制帯幅より高エネルギー領域において非常に明瞭な分光感度を得ています。しかし、何故Si層が<111>配向するのか、どのような条件がSiの結晶サイズ及び配向性に影響を与えるのか、明確になっていませんでした。

本論文では、乾燥窒素中のアニール温度、a-Si/Alヘテロ界面への異種元素導入、さらに、Al堆積後の大気暴露によるa-Si/Alヘテロ界面への酸化膜形成が、Si層の結晶サイズの拡大、成長速度の向上に極めて大きな影響を与えることを、成長の様子を最初から最後まで動画で記録して、それを分析することで初めて明らかにしました。この結果は、SiO₂上にSiベースの半導体デバイスを形成する際に適用できる極めて応用範囲の広い成果だといえます。

「界面の構造と制御」領域の柴田直哉研究者は平成21年5月28日（木）日本顕微鏡学会第10回奨励賞を受賞しました。

走査型透過電子顕微鏡法を用いたセラミックス界面の研究

柴田研究者は、これまで原子分解能走査透過型電子顕微鏡法（STEM）を用いて、セラミック材料の界面・粒界に関する画期的な研究を行ってきました。特に、窒化ケイ素セラミックスの粒界アモルファス層中の希土類元素分布をHAADF STEMにより可視化し、長年解明の待たれていた強靭化組織形成機構を世界で初めて解明した研究は、材料・顕微鏡両分野において世界的に非常に高く評価されています。また近年では、アルミナセラミックスの粒界不純物偏析をHAADF STEMにより原子レベルで直視し、第一原理計算と融合することによりその粒界強化機構を解明した研究や、サファイア転位のコア原子構造をBF STEMを用いて直接観察し、サファイア変形の原子メカニズムを解明した研究など、セラミック界面研究の分野で世界的にインパクトのある研究成果を精力的に報告しています。以上のように、柴田研究者の研究は、これまで理解が困難であったセラミック材料のサブナノ界面領域の物理的描像に最新の電子顕微鏡手法を用いて果敢に挑戦していく気概に満ちており、今後とも大いなる発展が期待されています。

本賞は電子顕微鏡ならびにそれを用いた研究の進歩に寄与する顕著な研究を発表し、将来の発展を期待しうる若手研究者に贈るもので、これにより受賞者の今後の発展を奨励することを目的としています。

「界面の構造と制御」領域柴田直哉研究者の第30回本多記念研究奨励賞受賞が決まりました。
贈呈式は平成21年5月8日（金）、東京・神田 学士会館にて行われます。

原子分解能電子顕微鏡を用いたセラミックス界面の局所構造解析

セラミック材料の様々な機能特性は、材料内部の界面構造と密接に関連しています。セラミック材料の機能発現メカニズムを理解し材料開発にフィードバックするためには、界面構造と機能との相関性を原子・電子スケールから詳細に解明する必要があります。

柴田研究者はこれまで、原子分解能透過型電子顕微鏡法を用いてセラミック界面の問題に果敢に挑戦し、セラミック界面原子・電子構造の直接決定、界面ドーパント原子直接観察と機能発現メカニズムの解明、転位芯構造とすべりメカニズムの解明等、独創的な研究成果を挙げています。これらの研究はセラミック界面現象の本質的な理解を可能にするとともに、原子スケールからの材料設計指針を与える画期的な成果であり、今後も大いなる発展が期待できます。

本賞はわが国の若い研究者で、理工学特に金属及びその周辺材料に関する研究を行い、優れた研究成果または発明を行ったものに対して贈るもので、これにより受賞者の今後の発展を奨励することを目的としています。

「界面の構造と制御」領域のHarold Y. Hwang研究者は第22回日本IBM科学賞(物理部門)を受賞しました。

Exploration of New Interface Electronic Properties in Transition Metal Oxide Heterostructures

A central goal of materials physics and nanoscience is control of materials and their interfaces to atomic dimensions. When assembled with atomic precision, the interface between polar and nonpolar transition metal oxides can be engineered to undergo new classes of interface electronic reconstructions. At the interface between two insulators, metallic, superconducting, and magnetic states can be induced. When incorporating Mott insulators, a key issue is to understand charge transfer and band bending in the presence of strong electron correlations. These examples present a general approach to creating novel low-dimensional states inaccessible in bulk materials, utilizing the vast range of physical properties of multivalent oxides.

「日本IBM科学賞」は、学術研究の振興と優れた若手研究者の育成に寄与することを目的とし、物理、化学、コンピューター・サイエンス(バイオインフォマティクスを含む)、エレクトロニクス(バイオエレクトロニクスを含む)の基礎研究の幅広い分野で優れた研究活動を行っている研究者の方々を表彰するものです。

「界面の構造と制御」領域の川崎忠寛研究者は日本顕微鏡学会第64回学術講演会「優秀ポスター賞」を受賞しました。

収差補正TEM位相像による金／酸化チタン界面構造の解析

バルクでは化学的に不活性な金も、ナノサイズにして酸化チタンなどの金属酸化物上に固定することで、非常に高い触媒活性を示します。この活性発現には、金と金属酸化物の接合界面が重要なポイントとされています。今回の研究成果は、この界面の原子構造を透過型電子顕微鏡（TEM）で観察を試みたものであり、特にTEM像に含まれる様々な歪みを独自開発した方法で補正することで、界面の精確な原子構造解析に成功した初めての結果であり、金と酸素原子間に強い結合がある可能性を明らかにしました。

「界面の構造と制御」領域の宮田隆志研究者は平成20年度高分子学会Wiley賞を受賞しました。

分子複合体を利用したスマートソフトマテリアルの創成

刺激応答性ゲルは、pHや温度などの外部環境の変化に応答して膨潤収縮するスマートソフトマテリアルであり、ドラッグデリバリーシステム(DDS)やセンサーなどへの応用が期待されています。宮田研究者は、従来とは全く異なった刺激応答性ゲルとして、疾病のシグナルとなる生体分子や環境汚染の原因となる環境関連分子などに応答する刺激応答性ゲル（分子応答性ゲル）の合成に成功し、その一般的な合成方法を提案しました。さらに、分子応答性ゲルの医療分野や環境分野への応用研究も展開し、広範な分野に利用可能なスマートソフトマテリアルとして有望であることを示しました。これらの成果は分子応答性ゲルとして独自の領域を開拓し、スマートソフトマテリアルの研究領域に大きなインパクトを与えました。

この賞は４５歳以下の高分子学会会員で、高分子科学の全領域において、独創的かつ優れた研究成果を挙げ、研究業績の進展が特に著しいと認められる研究者を表彰するものです。

「界面の構造と制御」領域の佐藤久子研究者は日本女性科学者の会 平成20年第13回奨励賞を受賞しました。

無機ナノシートの電子デバイスの研究

佐藤研究者は無機ナノシートを利用した透明かつ柔軟な薄膜状電子デバイスの開発を目指し研究を行ってきました。地球上豊富に存在する粘土鉱物、酸化ニオブ、酸化チタンなどの層状無機物質を単層剥離するだけで得られた無機ナノシートを材料に用い、それらを複合化させることによってヘテロ界面形成させ電子デバイスを実現しました。このような試みは、環境に配慮したデバイスが求められる昨今の社会的要請を考えると大きな意義を持つものと評価されました。実際、得られたダイオード等は、環境への負荷の少なさ、省エネルギー的な製造方法などの点で、従来のシリコンを用いたものにはみられない特色があります。企業での最先端技術開発に長年従事し企業と大学での研究を両立させ、その後の基礎研究への熱意あふれる姿勢が評価されました。

日本女性科学者の会は「女性科学者の友好を深め、各研究分野の知識の交換をはかり、女性科学者の地位の向上を目指すとともに、世界の平和に貢献すること」を目的として1958年4月に設立されました。本賞は、自然科学分野で研究業績をあげるとともに、その将来性を期待できる研究者で、かつ本会の目的に賛同しその達成のために努力していると認められる者を表彰するものです。
（日本女性科学者の会ホームページより：http://www.sjws.jp/）

「界面の構造と制御」領域の中西周次研究者は平成20年度電気化学会 進歩賞・佐野賞を受賞しました。

電気化学における非線形ダイナミクスによる自己組織化と微視的秩序構造形成

電気化学振動は非線形ダイナミクスによる自己組織化、秩序形成の典型的な例であります。中西研究者は新型の電気化学振動およびパターン形成現象を数多く発見するとともに、これらの機構解明を行い、黎明期にあるこの分野の基礎概念の樹立に大きく貢献しました。さらに、電析反応と電気化学振動とのカップリングという発想を打ち出し、この研究を固体表面上の微視的秩序構造の形成に発展させました。

本賞は電気化学および工業物理化学に関する研究または、新しい技術の開発において、その進歩が顕著であると認められる研究業績を表彰するものです。

「界面の構造と制御」領域の木口学研究者は第一回日本物理学会 若手奨励賞を受賞しました。

金属表面を利用した新規ナノ構造の作製および新たな表面・界面物性の探索

金属表面上にナノ物質を作製すると、次元性の低下また金属との相互作用によりバルクには見られない特異な構造、物性が発現することが期待できます。本研究では、分子線エピタキシー法や電気化学的な手法を用いることで、天然にはない新規ナノ構造の作製を試みました。その結果、様々な異種ヘテロ界面や単一分子接合の形成に成功しました。そして、作製したナノ構造について電子状態や物性を調べた結果、金属誘起ギャップ準位など界面に特異な電子状態を明らかにすることにも成功しました。

本賞は将来の物理学を担う優秀な若手研究者の研究を奨励するとともに学会の活性化を目的として、優れた研究を行った若手研究者を表彰するものです。