JST発 情報分野・機械分野・電子デバイス分野 新技術説明会 ＜新技術概要【当日資料PDFあり】＞
日時：2015年10月30日(金) 09:45～16:50
会場：JST東京本部別館1Fホール（東京・市ケ谷）
参加費：無料
発表内容一覧
- 無溶媒プリンテッド有機エレクトロニクス製造プロセスの開発
- 白金触媒と炭素担体から脱却したチタン酸窒化物PEFCカソード
- 連続・大量処理が可能な電場を利用したケミカルフリー粒子凝集技術の開発
- 転がり軸受の超音波マルチ潤滑診断技術
- 機械的力学特性のマイクロ断層可視化法（多機能OCT）
- 自己光混合法によるコロイド溶液の高感度交流電気泳動計測器
- 量子計算機への耐性があり個人情報を漏えいしない情報通信の実現
- マイクロワット閾値を持つシリコンラマンレーザー
- フライアイレンズ方式3Dディスプレイを用いた観察者の目の前への仮想物の結像
- 人の関心や状況を理解して共助を支援する実世界マッチング技術の開発
- 水素ガスで開閉ができるスイッチの開発
- 新原理による超高速電力用半導体ウェーハのバルクキャリア寿命評価技術
発表内容詳細
- デバイス・装置
1）無溶媒プリンテッド有機エレクトロニクス製造プロセスの開発
千葉大学 大学院工学研究科 人工システム工学専攻 電気電子系コース 准教授 酒井 正俊
新技術の概要
有機半導体エレクトロニクスは、インクジェットなどの印刷技術によって回路を描画することを反映して、プリンテッドエレクトロニクスとも呼ばれる。しかしながら、従来型の印刷技術は、有毒な有機溶媒の使用やインクのロスが不可避であることから、環境への影響や省資源の観点から問題がある。本研究では、溶媒を用いない印刷技術を応用することによって、フレキシブルフィルム上有機半導体を高精細にパターニングおよび薄膜化し、その動作を実証する。
従来技術・競合技術との比較
プロセス中に有機溶媒を全く使用しないので、競合する印刷技術と比べて低環境負荷、省資源なグリーン技術である。均質で結晶性の薄膜が得られる。配向制御も可能。精細プリント、広範囲プリント両方に適用可能である。
新技術の特徴
・有機溶媒を使用しないプリント技術
・大グレインの結晶性薄膜が得られる。配向制御も可能
・コーヒーリング効果が起こらない。
想定される用途
・フレキシブルシートデバイス
・プラスチックエレクトロニクスデバイス
・医療用ソフトセンサ
- エネルギー
2）白金触媒と炭素担体から脱却したチタン酸窒化物PEFCカソード
弘前大学 大学院理工学研究科 理工学専攻 電子情報工学コース 助教 千坂 光陽
新技術の概要
固体高分子形燃料電池は、特に家庭用分散電源ならびに自動車用動力源として永らく期待され、一部では実用化されてきた。しかしながらそのカソードに高価且つ希少な白金担持炭素触媒を多量に利用していることが、本格普及への障壁の一つとなっている。自動車に用いる場合は、炭素担体の腐食対策を要する点も価格が高止まりする一因である。本技術により白金触媒と炭素担体を一切用いずに、チタンを利用した酸窒化物触媒を提供する。
従来技術・競合技術との比較
発表者が着目している全酸化物系触媒はこれまで数例の報告があるが、導電性と比表面積がともに低いため、十分な電流密度が得られていない。本触媒は従来の全酸化物触媒の限界電流密度とは桁違いの4mA/cm2が得られている。
新技術の特徴
・脱白金
・脱炭素担体
・資源量豊富
想定される用途
・自動車用動力源
・家庭用分散電源
・モバイル機器用電源
関連情報
・共同研究の場合にNDA締結のうえ提供可能
- 機械
3）連続・大量処理が可能な電場を利用したケミカルフリー粒子凝集技術の開発
法政大学 生命科学部 環境応用化学科 准教授
大学院 スラリー工学研究所 所長 森 隆昌
新技術の概要
スラリーに直流電場を印可することで粒子を分極させ、静電的な引力によって粒子を凝集させます。比較的短時間の電場印可でも粒子凝集効果があることを利用して、スラリーを連続的に供給・排出しながら電場を印可し、連続的に凝集処理できる装置を開発すること取り組んでいます。
従来技術・競合技術との比較
凝集剤を使用する沈降分離では、凝集剤（化学物質）が不純物となり、回収粒子、水を再利用できないが、本技術はケミカルフリーであるため問題にならない。またバッチ式の分離装置では、装置サイズが大きくなることが多いが、本装置は連続式とすることでコンパクト化を実現できる。
新技術の特徴
・ケミカルフリーで粒子を凝集させることができ、高純度・高効率な分離回収が可能である。
・連続処理が可能である。
・装置サイズを比較的コンパクトにできる。
想定される用途
・シリコン微粒子の廃液からの回収・リサイクル
・レアメタルを含む微粒子の回収・リサイクル
・食品など特にコンタミが問題となる製品製造プロセスにおける液中微粒子の造粒
関連情報
・テスト可能
- 機械
4）転がり軸受の超音波マルチ潤滑診断技術
高知工科大学 システム工学群 教授 竹内 彰敏
新技術の概要
転がり軸受のハウジング外周や外輪に取り付けた超音波探触子を用い、ハウジングと外輪の界面や、外輪と転動体の界面から反射した超音波のエコー高さ変動を基に、種々の潤滑診断を行う超音波マルチ潤滑診断技術である。これにより、微量油潤滑下での給油の状況や油の枯渇過程、潤滑膜の性状変化、潤滑面損傷等の軸受異常、さらに、軸受にかかる力やモーメントを、１つの複合探触子あるいは複数の探触子を用いて取得可能になる。
従来技術・競合技術との比較
従来の潤滑診断技術が、転がり面の突起接触の頻度や過酷さに依存した微振動を指標するのに対し、本診断技術は、ハウジングと外輪の接触剛性に依存した反射エコー高さ変動や、外輪から転動体への超音波の透過のし易さを指標とする。
新技術の特徴
・微量油潤滑下で運転される転がり軸受の、潤滑面への給油状況や油の枯渇過程の評価が可能
・軸受損傷部や噛み込んだ摩耗粉の長さ、それに伴う転動体荷重の変動等、運転異常の内容評価が可能
・上記項目に加え、転動体や軸受にかかる実荷重の測定が、１つの複合探触子だけで取得可能
想定される用途
・工作機械の主軸用転がり軸受のように、潤滑面への給油量監視や劣化の早期定量評価が望ましい軸受
・自動車のハブベアリングのように、作用する複雑な力やモーメント荷重のその場定量測定が期待される軸受
・洋上の風力発電機や山間で使用される大型建設機械の大型軸受のように、容易に交換ができない場所にある軸受
- 機械
5）機械的力学特性のマイクロ断層可視化法（多機能OCT）
産業技術総合研究所 製造技術研究部門 トリリオンセンサ研究グループ 研究員 坂田 義太朗
新技術の概要
高分子基複合材料および生体組織における、マイクロ力学特性や化学特性などを、非破壊・非侵襲マイクロ断層検出する評価診断手法（多機能OCT）を紹介する。本システムは低コヒーレンス光干渉計に基づき、小型かつ簡便なシステムであり、サンプル内部の応力・ひずみ・粘弾性率さらに流動速度などの機械的力学特性分布をマイクロスケールにて3次元 in situ 検出することができる。
従来技術・競合技術との比較
引張試験、表面ひずみ画像計測法、光弾性法、X線CT
新技術の特徴
・高分子基複合材料および生体組織の機械的力学特性（応力、ひずみ、粘弾性率）の機能評価
・マイクロスケールにて内部の力学特性を断層検出
・非接触・非破壊・非侵襲での断層可視化
想定される用途
・複合材料における非破壊マイクロ断層可視化評価（界面化学修飾・界面強度、破壊挙動、熱ひずみ）
・アンチエイジング皮膚診断・化粧品効能評価
・動脈硬化、微小癌、変形性関節症、再生組織などの力学特性を用いたマイクロ断層可視化診断
- 機械
6）自己光混合法によるコロイド溶液の高感度交流電気泳動計測器
東京都市大学 共通教育部 物理教育部門 准教授 須藤 誠一
新技術の概要
自己光混合効果を原理としたコロイド溶液の高感度交流電気泳動計測器で、コロイド粒子の交流電気泳動特性を評価する。粒子特性量の周波数依存性を簡便なレーザ・検出器を用いて粒子径10nm～1mm、1ppmの超希薄濃度で測定する。本課題の達成で医療・化粧品、粉黛工業分野に高性能・簡便・安価な評価ツールが提供できる。
従来技術・競合技術との比較
市場調査の結果、競合する製品は無い。
新技術の特徴
・コロイド粒子の電気泳動の周波数依存性を計測する。
・簡便な光学部品で計測システムが構築できる。
想定される用途
・コロイド粒子の特性評価
- 情報
7）量子計算機への耐性があり個人情報を漏えいしない情報通信の実現
岡山大学 大学院自然科学研究科 産業創成工学専攻 准教授 野上 保之
新技術の概要
耐量子コンピュータ暗号として注目される格子暗号を効率よく実現し、準同型暗号による高度なセキュリティ応用を可能とする。具体的には、暗号文のままで元データに基づく計算処理を行うことができる。
従来技術・競合技術との比較
従来の技術では、暗号化したままでの元データ計算処理は不可能であったが（言い換えると一度復号する必要があった）、本手法ではこれを安全かつ効率よく暗号データのままで実現する。
新技術の特徴
・効率のよい暗号計算処理
・暗号化されたデータを復号せずにデータ計算処理が可能
・耐量子コンピュータ暗号
想定される用途
・情報セキュリティ分野
- 情報
8）マイクロワット閾値を持つシリコンラマンレーザー
大阪府立大学 工学研究科 電子・数物系専攻 電子物理工学分野 准教授 高橋 和
新技術の概要
・さまざまな産業創出が期待されるシリコンレーザーは、世界中で研究されている。・光を巧みに操ることができるフォトニック結晶を用いて、ラマンシリコンレーザーの大きさと消費エネルギーを従来の「１万分の１以下」まで低減することに成功した。・パソコンなどのＣＰＵに用いられているシリコンチップの電気配線を、光配線に置き換えるための微小光源や、安価な環境センサー光源としての応用に期待。
従来技術・競合技術との比較
InGaAs系半導体レーザをシリコン基板上に張り付けたハイブリッド型レーザの進展は著しい。本技術の優位性は、量子井戸などの結晶成長が不要なこと、レーザをLSIチップ上に直接形成できること、CMOS技術との互換性などから、製造コストの低減と歩留りの向上が期待できることである。
新技術の特徴
・デバイスサイズが10mm程度。集積性に特に優れる。
・発振閾値がサブマイクロワット。VCSEL以上の小型低出力レーザ
・資源量が豊富なシリコンでレーザが作れる。
想定される用途
・シリコン光回路
・微小センサー
関連情報
・外国出願特許あり
- 情報
9）フライアイレンズ方式3Dディスプレイを用いた観察者の目の前への仮想物の結像
九州大学 先端融合医療レドックスナビ研究拠点 ネット医療グループ 特任助教 石原 由紀夫
新技術の概要
現在注目を集めている3Dテレビや携帯ゲーム機等の3Dディスプレイでは、映像を3D化する方式に起因して、眼球の輻輳とピント調整の間に矛盾が生じます。そのため頭痛や視覚疲労が誘発されます。光線そのものを再現するフライアイレンズ方式ではこの問題を解消できます。観察者の目の前に結像された仮想物へ、眼球やオートフォーカスカメラによりピント調整が可能である3Dディスプレイの構築を目指します。
従来技術・競合技術との比較
“互いに離れた友人や家族を、Face To Faceの非常に近い距離で再生し合える環境”を提供するためには、記録と再生が同じ仕組みで行えるフライアイレンズ方式の使用が適切です。電子ホログラフィ方式の参照光と物体光を照射して記録する方法では、限られた環境が必要です。
新技術の特徴
・仮想物体への眼球によるピント調整が可能であること
想定される用途
・互いに視線を合わせて会話できる次世代遠隔コミュニケーションツールとして
・歴史的出来事や世界遺産、火山噴火や地震などの自然災害など様々な教材を必要とする教育分野において
・内視鏡等などの画像診断や遠隔診断等の医用・診断分野において
- 情報
10）人の関心や状況を理解して共助を支援する実世界マッチング技術の開発
神戸情報大学院大学 情報技術研究科 講師 横山 輝明
新技術の概要
「互助」とは、人々がお互いを助け合うことで、実社会における問題解決のための行動である。高齢化の進む日本社会では、高齢者や若年者がお互いを自律的に補助する「互助」による福祉の実現が期待されている。互助では、問題を持つ人と、それを手助けできる人を適切に結びつけることが重要である。本提案では、人々が身近に持つスマートフォンを利用して、人々の状況や能力を推定して助け合いのマッチングを可能にする技術を研究開発する。
従来技術・競合技術との比較
互助の成立のために、(1) スマートフォンのような機器を利用して利用者に負担をかけずにマッチングを促進すること、(2) 収集された情報に基づいた状況や能力の推定によるよりよいマッチングを実現することを指向していること。
新技術の特徴
・問題受付サービスを形作ることで人々が持っている問題を表明しやすくする。問題の可視化につなげる。
・スマートフォンやセンサーなどのICT機器による情報収集や分析に基づいて、解決できそうな人を発見してマッチングを提供する。
・能力や状況などの多面的な要素に基づいたマッチング分析を提供する。
想定される用途
・イベントや学校施設といった人が滞留する場における助け合いの促進と支援
・中山間地域や過疎地などにおける助け合いやボランティア活動の促進と支援
・会社などの組織内における助け合いの支援
関連情報
・デモンストレーション可能
・展示品あり（スマートフォン実装の展示）
- デバイス・装置
11）水素ガスで開閉ができるスイッチの開発
富山大学 研究推進機構 水素同位体科学研究センター 助教 赤丸 悟士
新技術の概要
PdCo合金は水素吸収放出により磁化率が可逆的に変化する。この合金を用いて電磁リレーやリードスイッチと同様なスイッチ機構を、電気や磁気ではなく、水素によって駆動させる方法を考案した。このスイッチが、一定の水素濃度において可逆的に動作する、簡易水素センサとして利用できることを実証した。また磁化率の変化をスイッチの端子の動きとして読むことで、水素濃度の定量が可能となることを合わせて示した。
従来技術・競合技術との比較
水素センサとして、専用の電子回路等が必要ない、そして簡単に作成可能であり既存の電気機器に簡単に組み込める点において、コストの低減および利用範囲の拡大が見込めると考えている。
新技術の特徴
・消費電力を抑えられる。
・構造が単純であり、小型化も可能
想定される用途
・将来的に水素を貯蔵することになる車庫や民間の事業所等での警報器
・水素利用環境周辺で利用される電化製品内への組み込み（安全性確保のため）
- デバイス・装置
12）新原理による超高速電力用半導体ウェーハのバルクキャリア寿命評価技術
九州工業大学 大学院工学研究院 電気電子工学研究系 特任教授 金田 寛
新技術の概要
ＹＡＧレーザの定常照射によってウェーハ内部にフリーキャリアの濃度分布C(ｒ)を作る。そこにもう一つの赤外レーザビームを透過させ、その屈折角のｒ依存性θ(ｒ)を測定し、その結果から定常濃度分布C(ｒ)を求める。そこからフリーキャリアの寿命拡散長と寿命を求める。二つのレーザビームとがウェーは内部で互いに平行になる配置を実現していることが大きな特徴であり、本技術の核心である。“寿命”という動的な特性を定常状態に反映させて、評価の高速化を図っている。
従来技術・競合技術との比較
新測定量：従来技術で直接観測できるのはウェーハのキャリア寿命であったが、本技術では評価探針がウェーハの内部まで到達する（透過する）ため、パワーデバイスで特に重要となるウェーハの内部（バルク部）のキャリア寿命が評価できる。
新技術の特徴
・半導体ウェーハの内部（バルク部）におけるキャリア寿命を直接評価できる。
・評価測定量が赤外光ビームの屈折角（光速で起こる現象）あるため、評価速度が従来法よりも格段に上がる。
・装置価格を従来技術による装置の1/5程度に抑えることができる。
想定される用途
・パワーデバイス製造用半導体ウェーハのバルク品質評価
・太陽電池製造用シリコンウェーハの高速品質評価
・デバイス製造プロセス起因のウェーハ品質低下（汚染、欠陥等の導入）の評価
関連情報
・外国出願特許あり
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