• Ti の陽極酸化は着色技術として実用に供せられている。着色の原理は表面に形成したチタン酸化層の厚み制御による光干渉である。本研究の特徴はこの酸化膜の結晶性を高めることで、光触媒や超親水性等の光誘起性能を付与することで、着色技術とは異なる条件の電気化学条件を選定する点に独自性がある。簡便で廉価な技術によりTi やTi 合金の表面を改質し、光誘起性能による環境浄化性を備えた材料の高機能化を目指す。

用途としては、環境浄化材料、生体適合材料・抗菌材料等が考えられ、業界としては脱臭・浄化を手掛ける環境浄化に取り組む業界や、医療器具・医療材料・福祉用具等の医療・福祉業界、そして構造用チタン開発に取り組む業界があげられる。

• (1)光通信用半導体レーザ：1981年、通信波長1.55μmでの単一縦モードでの室温連続発振。ファイバ当たりの伝送容量を25千倍の10Tb/sに増大。(2)窒化物半導体青色LED：InGaAlN提案（1987年）、発光材料InGaN単結晶薄膜成長（1989年）。本技術は市販の青色LED作製の標準技術。高周波・高出力トランジスタ：逆HEMT作製。車用トランジスタ実現のためGaN基板開発中。

光通信用分布帰還型レーザ作製技術：サブミクロン周期構造作製、レーザの作製プロセス・素子評価・シミュレーション／窒化物半導体関連技術：有機金属気相成長、結晶評価、発光素子‧太陽電池‧電子素子の作製と評価

窒化物半導体自立基板作製方法
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T14-121.pdf
本発明は、高品質な窒化物半導体自立基板をより安価に作製する技術に関する。本発明では、種結晶にSCAlMgO4基板を用いることも含む。本基板上の窒化物半導体の転位密度が低くなる。結晶極性の制御によって、窒化物半導体の膜厚の増大とともに結晶径の拡大もできる。

従来より貫通転位密度の少ない窒化物半導体の自立基板を作製できる。さらに、土台となるScMgAlO４の劈開性を用いることによって、窒化物半導体の剥離が容易となり、基板作製コスト化も低減できる。

• 自立基板作製に種結晶としてScAlMgO4を用いること。
• 結晶極性としてN極性を用いることによる結晶径を拡大できること。
• 種結晶としてScAlMgO4を持ちいて、この結晶の表面保護層としてAlNを形成する場合には、その表面の酸化後、さらに表面を窒化すること。
• 種結晶の主表面がｃ面から0.4～1.2°傾斜していること。

発光ダイオードやレーザなどの光素子、および、高出力・高周波・高耐圧トランジスタの作製のために、高品質で安価な窒化物半導体自立基板を提供すること。企業へは事業化のための検証を期待する。

• 様々な物質の液体状態を、高真空環境下で安定化させ、そのマイクロ/ナノレベルの成形技術や診断技術の開発，また，物性測定による新現象の発見，およびそのプロセス応用に取り組んでいる。特に、膜厚が数nmのイオン液体膜の作製や単結晶品質のSiCなどの無機薄膜の高速VLS成長、イオン液体を介した有機半導体、高分子薄膜・結晶材料のプロセスは，世界的にも類を見ない独自技術である。

wet系プロセスの利点を真空プロセスに取り入れた次世代の半導体プロセスへの応用開発、有機半導体の新しい精製技術の開発，イオン液体を介した蒸着法による再結晶が困難な有機化合物の単結晶の試作など。

• 自己治癒セラミックスの研究を行っています。自己治癒は材料表面の傷を自発的に修復する機能で、強度信頼性の向上に寄与します。主に900-1300℃程度で使用可能な自己治癒セラミックスを開発しており、現在は400℃程度で使用可能な材料開発を進めています。
• 上記とは別に、700℃程度で鉄系材料の固相変態を利用した蓄熱材料を開発しています。蓄熱後も固相であるため、機械的強度が必要な場所で応用が期待できます。

自己治癒材料：金属材料の代替により軽量化が期待できます。（自動車のブレーキロータやジェットエンジンタービン翼等）
蓄熱材料：鉄鋼排熱を利用した木炭製造プロセス等

• 原子レベルで材料の劣化損傷の発生メカニズムの解明，稼働環境における破壊を防止する方法の確立，安全安心な社会の実現への貢献のため，１）原子レベルでの材料結晶組織の分析可視化技術，２）原子レベルシミュレーションを活用した高信頼材料の設計，製造技術，３）カーボンナノマテリアルを応用した稼働機器や人体のヘルスモニタリング技術，４）レーザ光応用非破壊損傷評価技術等の開発などの研究を推進しています．

材料や構造物の破壊（狭義の破損に留まらず機能消失、性能低下も含む）メカニズム解明に基づく破壊予知と破壊制御という視点で共同研究や学術指導も積極的に推進している。

• 高真空中での分子ビーム技術を用いて、今までにない気相小集団化学種(クラスター・ナノ粒子) の質量分析、イオン移動度分析、レーザー光誘起反応、二分子衝突反応の研究を、自作の真空装置を開発して行っている。

気相の微粒子の同定や構造決定が必要な材料・環境分野、質量分析やイオンモビリティが重要なプロテオミクスが関係するバイオ関連・製薬業界など

• 本研究では、レーザ照射を利用して材料表面に様々な機能を付与する手法の開発を行っている。とくにレーザを材料に照射した際に生じる現象を、シミュレーションおよび実験的な手法を用いて明らかにし、新しい機能性インターフェースの創成を行っている。
• 本研究成果は、生体・医療用デバイスへの応用を始めとし、幅広い分野への波及効果が期待できる。
• ■ 高機能バイオインターフェースの創成
• 人工臓器や人工血管、あるいはバイオインプラントなどに利用される材料は、生体組織や細胞に対する高い親和性が求められる。そこで本研究室では、レーザ照射による表面創成プロセスにより「生体に優しい」表面づくりにも取り組んでいる。
• 本手法により、チタン系材料に対して生体に活性な機能を付与することに成功している。このような機能を持つ材料を生体内に埋入すると、表面にハイドロキシアパタイト（骨や歯の主成分）が自然に析出する。この方法を利用すれば骨との固着性に格段に優れるインプラントを作製することが可能であり、人工関節や歯科インプラントなどへの応用が期待できる。
• 本研究ではこのような手法を駆使し、バイオ分野への新たなブレークスルーを目指す。