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物質・材料研究機構 新技術説明会

日時:2019年06月25日(火) 13:30~15:55

会場:JST東京本部別館1Fホール(東京・市ケ谷)

参加費:無料

主催:科学技術振興機構、物質・材料研究機構

後援:特許庁、関東経済産業局

発表内容詳細

  • デバイス・装置

1)ウェアラブルデバイスに使える フレキシブル印刷・接合技術

発表資料

物質・材料研究機構 機能性材料研究拠点 センサ・アクチュエータ研究開発センター 独立研究者 三成 剛生

新技術の概要

室温で印刷できるため選べる基材への制約が少なく、重ねて3D配線化することも容易で、100℃程度のマイルドな条件で接合できるためデバイス部材や作業環境への影響が小さい、ユビキタス社会到来を実現するために不可欠なプリンテッド・エレクトロニクス技術です。

従来技術・競合技術との比較

大気下・室温プロセスも可能な、低コスト・低環境負荷技術です。印刷は1ミクロンまで微細化可能。

新技術の特徴

・超高解像度の印刷
・室温プロセスも可
・フレキシブルデバイスに最適

想定される用途

・フレキシブルプリント基板
・半導体パッケージ
・フレキシブルディスプレイ、各種センサー、アクチュエーター

  • デバイス・装置

2)磁性体中で電流を曲げるだけで動作する電子冷却

発表資料

物質・材料研究機構 磁性・スピントロニクス材料研究拠点 スピンエネルギーグループ グループリーダー 内田 健一

新技術の概要

磁気の性質によって熱制御できる熱電変換現象「異方性磁気ペルチェ効果」が近年観測された。熱電効果で加熱・冷却するためには2つの異なる物質を接合した構造が必要であったが、異方性磁気ペルチェ効果を用いれば、磁性体中で電流の経路を曲げたり、非一様な磁化分布を作ったりするだけで、物質接合を作らずに電子冷却することができる。

従来技術・競合技術との比較

半導体PN接合の直列接続・集積化が必要な従来のペルチェ素子に対して、本技術では単一物質での電子冷却が可能になるため、ペルチェ素子の小型化・低コスト化・汎用性向上が期待できる。ただし、現状の熱電能は従来素子よりも劣るため、高出力化に向けた材料開発が必要。

新技術の特徴

・異なる物質の接合の無い、単一の磁性体による電子冷却
・磁性体の形状や磁化分布を変えることによる、熱電変換特性の再構成
・局所的に磁化させることによる任意箇所の温度変調

想定される用途

・集積回路内部へのペルチェ素子の埋め込み
・電子デバイスの配線による電子冷却
・スピントロニクスデバイスの熱マネージメント

  • エネルギー

3)室内で蛍光灯でも発電できる 屋内・屋外両用、高効率次世代太陽電池

発表資料 プレゼン動画

物質・材料研究機構 エネルギー・環境材料研究拠点 ナノ界面エネルギー変換グループ 主幹研究員 白井 康裕

新技術の概要

次世代太陽電池として注目されているペロブスカイト太陽電池にて、新規成膜法とインターフェース層構造を開発した事により、優れた耐久性と、室内照明と太陽光の両方に対して優れた性能を有する素子の開発に成功した。

従来技術・競合技術との比較

室内光発電用途の競合技術であるアモルファスシリコン太陽電池に対して、電圧出力(1V程度)と変換効率(20%以上)が共に1.5倍程度優れている。

新技術の特徴

・室内光でも優れた発電性能(効率20%超)
・半透明太陽電池の作製可能
・フレキシブルシート上への作製可能(プロセス温度100℃未満)

想定される用途

・IoT向け環境光発電素子
・シースルー太陽電池

関連情報

・展示品あり

  • デバイス・装置

4)希少元素を含まないIoTセンサ用温度差発電モジュール

発表資料

物質・材料研究機構 エネルギー・環境材料研究拠点 熱電材料グループ 主任研究員 高際 良樹

新技術の概要

計算科学と実験を巧みに組み合わせることにより、環境調和性に優れる新規熱電材料を開発することに成功し、環境中の僅かな温度差を活用した発電が可能になりました。今後、本新技術を基礎として、IoTセンサ用の自立電源としての応用が期待されます。

従来技術・競合技術との比較

従来の熱電変換材料開発においては、原材料の資源性やコストについてはあまり意識されず、材料性能のみを向上させることに主眼が置かれてきました。本新技術は、原材料の資源性の影響を受けづらい、アルミニウム・鉄・シリコンのみからなる革新的な新材料をもとに、IoTセンサ用自立電源としての社会実装への道を切り開くものです。

新技術の特徴

・汎用元素(アルミニウム・鉄・シリコン)のみからなる室温から200℃で使用可能な低コスト温度差発電材料
・低コスト化・量産化に資する材料合成プロセスの適用が可能
・化学的安定性・耐酸化性・機械特性に優れ、長期耐久性に資する

想定される用途

・微小温度差(5℃以下を想定)したメンテナンスフリーなセンサ用自立電源
・バルク試料および薄膜試料を用いた固体発電素子およびフレキシブル発電素子

関連情報

・サンプルあり
・外国出願特許あり

  • 医療・福祉

5)生体分子を高感度に検出する光バイオセンサー

発表資料

物質・材料研究機構 機能性材料研究拠点 光機能分野/プラズモニクスグループ 主幹研究員 岩長 祐伸

新技術の概要

光によるバイオセンシングは非接触、高感度を特徴とし、蛍光標識技術の大きな進展により特異性を担保しつつ、高感度なセンシングが可能となってきているが、最近開発したメタ表面センサーは、高い光放射率を有する新ナノ構造を導入することで、超高感度化と高い再現性を実現し均一性の高いセンシングができるようになった。

従来技術・競合技術との比較

光バイオセンシングは表面プラズモン共鳴(SPR)や表面増強ラマン散乱(SERS)を活用したものが、これまで主流であった。SPR法は感度が十分でなく、SERSは再現性に難点があった。今回紹介するメタ表面センサーは、これらの難点を克服し、超高感度かつ高再現性を特長とするため、実用化に資するものである。

新技術の特徴

・非接触・短時間での光による分子センシング(検出)
・超高感度かつ高再現性
・タンパク質全般に適用可能な汎用性

想定される用途

・医療診断のための検査
・健康診断
・日常的な健康モニタリング

関連情報

・サンプルあり

お問い合わせ

連携・ライセンスについて

物質・材料研究機構 外部連携部門 企業連携室
TEL:029-859-2000 (代表) FAX:029-859-2029
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