• 一般的に使用されているステンレス鋼および従来のCoCr 合金などの生体用金属材料は、生体骨より10倍もの高いヤング率を示し、インプラントによる骨の萎縮現象が問題視されています。β -Ti 合金は比較的低いヤング率を示しますが、耐摩耗性が低いです。本新規CoCr 系合金は、低ヤング率と高耐摩耗性の両立を初めて実現しました。さらに、耐食性が優れ、17% 以上の超弾性歪みも示すことから、次世代生体材料として有望です。

生体骨と同程度の低いヤング率、高い耐食性と耐摩耗性および優れた超弾性特性の4拍子そろった本CoCr 系生体材料は、人工関節、ボーンプレート、脊髄固定器具やステントなどへの応用が期待されます。

• 物質の中ではいろいろな種類の電子が様々に運動しており、それが物質の性質を決めています。当研究室は、高速電子線を励起源とするコンプトン散乱を用いて異なるイオン化エネルギーを持つ電子毎の運動量分布と異なる質量を持つ原子核毎の運動量分布をそれぞれ測定する新しい分光計測法を開発し、反応性や機能性など物質が持つ多様な性質の起源の解明を目指しています。
• 主な研究内容：
• (1) 分子座標系電子運動量分光の開発による分子軌道の運動量空間イメージング
• (2) 多次元同時計測分光の開発による電子・分子衝突の立体ダイナミクスの研究
• (3) 時間分解電子運動量分光の開発による過渡的な物質内電子運動の変化の可視化
• この技術を産業界で活用したい企業や団体との共同研究を希望する。また、本研究に関して興味のある企業へ学術指導を行う用意がある。

次世代輸送システム・エネルギープラントの合理的管理・高信頼化のため、構造材料の劣化・損傷に対するセンシング、およびモニタリング技術に関する研究を行っています。特に高い信頼性が求められる金属材料、複合材料の電磁非破壊試験による材質評価法と劣化診断法を開発しています。CFRP の炭素繊維の密度・配向評価、金属材料（磁性材料）の残留応力評価、などを定量的かつ高精度に評価することを目指し研究を行っています。

モデリング、数値シミュレーションと非破壊試験を融合させることにより、材料の電磁特性を定量的に評価し、材料の劣化と損傷を推定する

• 電磁特性に着目した材質と材料劣化・損傷の評価など。

現在、鉄鋼材料の欠陥検出やCFRPの材質評価に関する共同研究を実施中。再使用ロケットエンジンの検査法としても検討が進められている。

• 半導体デバイスからなる電子製品は、半導体自体はもとより、半導体に接続する金属配線があって製品として動作します。金属配線に求められる課題は次の通りです。半導体材料との良好な電気的コンタクト、相互拡散の防止、良好な密着性、および配線材料の低電気抵抗、耐腐食性、プロセス耐性などです。本研究室では、種々のデバイスのニーズに合った配線材料の開発ならびにコストパフォーマンスを追求したプロセス技術を開発することによって、高性能かつ高信頼性の先端デバイス開発に貢献しています。

Si 半導体多層配線において拡散バリア層を自己形成するCu 合金配線、IGZO 酸化物半導体に対して熱反応によるキャリアドーピングを行えるCu 合金配線、SiC パワー半導体に対して優れた熱・機械的信頼性と良好なコンタクト特性を示すNb 合金配線、タッチパネル用途などのITO 透明導電膜に対するCu 合金配線、太陽電池におけるCu ペースト配線、などがあります。

ニ酸化チタン着色粒子
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T19-849.pdf

遷移金属化合物は多彩な色を示すことで知られている。これまで、遷移金属イオンのドープにより、白色の酸化チタンを着色させることは可能であるものの、遷移金属に由来する生体毒性を回避することが難しい。

• 本発明では、毒性のある他の遷移金属を含まず、白色、黄色、赤色、グレー、緑色、紫色、黒色、肌色など、様々な色を有する酸化チタン無機顔料を実現しました。

生体毒性が課題となる化粧品分野等での酸化チタン顔料の新規応用が期待できます。

• 近年、室温においても大きな磁気抵抗効果を示すトンネル素子が多く報告され、これを用いた高感度な磁気センサへの応用が期待されています。磁気センサに関しては現在、地磁気程度の磁場から極微小な生体磁場まで非常に広範囲の磁場検出のニーズに対して、様々な原理に基づく様々なセンサが開発されてきています。トンネル磁気抵抗素子を用いた磁気センサは、広範囲の磁場感度、簡易的、室温動作、安価、などの要求を原理的に満たします。

本技術を用いると簡易的な手法で室温において生体磁場を検出でき、現在主流であるSQUID による高価な装置を置き換えられる可能性があります。医療分野で興味のある企業、団体との有意義な共同研究ができるものと考えています。

超音波計測は物性評価・イメージング・センシングなど様々な科学技術で活躍している重要な手法です。私は光を用いて周波数GHz～THzオーダの超音波を励起検出する計測する手法を用いて大きさがナノ～マイクロオーダーの微細構造・薄膜の力学特性・音響特性の評価と非破壊検査を行っています。

従来の超音波は波長が数マイクロメートル以上だったためナノスケールでの計測は不可能
でした。そこで私はフェムト秒パルスレーザを用いて波長が10 nmオーダーの超音波を操る計測技術によって、ナノ材料の力学特性の評価やナノ領域での非破壊検査を実現しました。

• 従来の超音波は波長が数マイクロメートル以上だったためナノスケールでの計測は不可能でした。そこで私はフェムト秒パルスレーザを用いて波長が10nm オーダーの超音波を操る計測技術によって、ナノ材料の力学特性の評価やナノ領域での非破壊検査を実現しました。具体的には以下の特徴があります。
• ・光と音（レーザと超音波）を駆使した独自の計測技術を開発
• ・ナノ材料・GHz 帯の振動現象を励起検出
• ・温度10 ～ 600K、最大5T の高磁場下で音速や弾性定数を正確に計測
• ・磁気ダンピング定数や飽和磁化を時間領域における磁化振動から計測
• ・金属、圧電体、磁性体などナノ薄膜やダイヤモンド、タングステンカーバイドなど超硬材料が主な対象
• ・スマホの無線通信用フィルタの特性解明と材料開発に貢献・光よりも波長が短い超音波によって高感度なバイオセンサの開発やナノワイヤの破断過程のモニタリングへ応用

この計測手法はnm オーダの半導体中に発生する欠陥の検査や、5G 通信デバイスで欠かせない音響弾性波フィルタの音速・減衰評価を可能にしました。