黑料社区

教员と研究

グリーンデバイスで、
低炭素社会に
贡献する。

电気电子生命学科 电気电子工学専攻 オプトバイオエレクトロニクス研究室
胜俣裕 准教授
电気电子生命学科 电気电子工学専攻 オプトバイオエレクトロニクス研究室 胜俣裕 准教授

今や人间の暮らしに不可欠な半导体。胜俣先生率いるオプトバイオエレクトロニクス研究室では、枯渇の心配がなく、人体や环境への毒性もない「环境配虑型半导体」材料を研究しています。胜俣先生に研究领域に至った経纬と、その魅力についてお话しいただきました。

やるなら、大学でしかできないこと。

半导体は私のライフワーク。生活そのものとも言ってもいいでしょう。大学3年次の専攻选びがそんな人生を决定づけました。当时は、パソコンでロボットを动かす制御系に行くか、半导体の物性系に行くかで迷いました。パソコンや制御は部品を揃えれば自宅でもできるかもしれない。一方、半导体の研究には大型の机材が必要だし、ものすごく电力を使うので自宅ではできない。どうせなら大学でしかできないことをしようと、选んだのが半导体物性系の研究室でした。それから、电机メーカーの研究所时代も含めてずっと半导体に携わっています。

大学时代に研究したのは発光素子。电流を流して発光させる半导体のことで、尝贰顿もその一种です。研究室には、研究の面白さを始め、论文の书き方から社会の楽しみ方まで教えてくれた先辈がいました。座学で覚えた知识の一つひとつは点に过ぎませんでしたが、指导教授、そして先辈との対话、実験を重ねることによって点と点がつながって线になり、やがて面になっていく。実験を始めとした研究室での生活が楽しくて仕方なく、彻夜も厌わず研究室にこもっていました。1年のうち300日以上は研究していたほどです。先生や先辈方のおかげで、研究の道に进めたと思っています。

地球を汚さない半导体を。

当研究室では、「环境配虑型半导体」の材料?プロセス技术の开発と、それらのグリーンデバイスへの応用に取り组んでいます。「グリーン」には「环境を维持（保护）する」という意味があり、グリーンデバイスとは「创エネ」「省エネ」「蓄エネ」など环境维持に役立つデバイスと技术の総称を指します。例えば、エネルギーを创出する太阳电池や热电素子、省エネに贡献する尝贰顿や有机贰尝照明、电気を蓄えるリチウムイオン充电池、さらにそれらを製造する装置やプロセス技术がグリーンデバイスの范畴に含まれます。

现在の环境汚染や将来の资源枯渇などの社会课题に対処するためには、地球上に豊富に存在し、人间にも自然にも毒性がない材料の使用が理想です。私たちが取り组んでいるのは、シリコン、ガリウム、アルミニウム、鉄ならびに大気中に存在する窒素、酸素などの元素からなる环境配虑型半导体の材料?プロセス技术の开発です。究极的には、豊富にある资源を使い、地面に捨てても自然を汚さず、间违って食べても大丈夫な半导体。そんな梦のグリーンデバイスを追求しています。

次世代を担う若者たちが笑颜で暮らせるように。

日本政府は2050年までに温室効果ガスの排出を全体としてゼロにする、カーボンニュートラルを目指すことを宣言しました。そして、カーボンニュートラルに伴うグリーン成长戦略として、成长が期待される14分野の产业を挙げています。そのうち、当研究室が関连するのは「洋上风力?太阳光?地热产业」「自动车蓄电池产业」「半导体?情报通信产业」の３分野。半导体がなければ、発电施设も电気自动车もパソコンも动きませんから、とりわけ半导体は重要です。

私の梦は、シリコン系材料で可视?赤外の受発光素子を実用化することです。これが実现すると、製造コストを抑えられるだけでなく、环境负荷を低减でき、エネルギー?环境问题の改善に大きく贡献できます。なぜグリーンデバイスを研究するのか？それは、次世代を担う若者たちにより良い环境の中で笑颜で暮らして欲しいから。社会に役立つ半导体を生み出し、そして、その研究を通じて、これからの半导体产业で活跃できる人材を育てていきたいです。

电気电子生命学科 电気电子工学専攻 オプトバイオエレクトロニクス研究室 胜俣裕 准教授
“国际学会

私の研究室では、研究の成果を国际学会で発表してもらいたいと考えています。海外に行くと、いつもあたり前と思っていたことがあたり前でなくなります。語学も文化も何もかも違う環境で、学生たちが自らの成果を発表し、成長していく姿を見られることは、私にとっても嬉しい出来事です。

研究室には多くの机材が并んでいる

作製した素子の光电特性を评価する

走査电子顕微镜を活用し多彩な分析を行う

笔尝スペクトル测定装置で蛍光材料やデバイスの评価を行う

先生の讲义を通して学びを深める

スタッフについて

电気电子生命学科 电気电子工学専攻 オプトバイオエレクトロニクス研究室胜俣裕准教授

1997年明治大学大学院工学研究科修了。博士（工学）。株式会社东芝勤务を経て、2010年より现职。オプトバイオエレクトロニクス研究室にて、カーボンニュートラル社会の実现に向けた环境调和型グリーンエネルギー変换デバイス材料の开発とそのデバイス応用に関する研究を行っている。

研究内容

  • 环境调和型グリーンデバイス材料と素子开発

    電力不足の解消には、グリーンデバイスの活用が不可欠である。省エネのためのパワー半導体やLED照明、創エネのための太陽電池等が、家電?自動車?社会インフラ等に導入されている。今後は未利用エネルギー（排熱、照明光等）を効率的に活用するためのグリーンデバイスの開発も必要である。エネルギー資源を再生?循環させることにより、二酸化炭素の放出を抑制したカーボンニュートラル社会の実現が望まれている。また、IoT 社会の発展に向けて、自立発電?蓄電技術やセンサー等の需要が高まっている。

    当研究室では、Si、C、Al、Fe、Mg 等の資源が豊富で地球に優しい環境半導体材料を用いて、LEDや赤外線センサー、光起電力素子、全固体半導体二次電池などの「省エネ」、「創エネ」、「蓄エネ」に役立つエネルギーデバイスの材料?デバイス?プロセス開発に取り組んでる。主な研究内容は以下の通りである。

    1. Si 系半導体量子ドットの形成と受発光素子?全固体半導体二次電池への応用
    2. シリサイド系半導体の結晶成長と赤外線センサー?光起電力素子?熱電変換素子への応用
    3. 次世代酸窒化物系半導体材料の開発と発光素子への応用
    4. 第一原理計算による物性予測と実験結果の検証
    5. デバイスシミュレーションによる素子設計

主要な业绩

  • 2021.11論文 / 共著

    Evaluation of Insulating Magnetic Materials Composed of Epoxy Resin and Pure Iron Powder for Motor and Reactor Core Applications IEEJ Journal of Industry Applications 10(6),pp.606-611

  • 2020.08論文 / 共著

    Formation of Mg2Si1-xSnx Thin Films by Co-sputtering and Investigation of their p-type Electrical Conduction Japanese Journal of Applied Physics, Conference Proceedings 8,pp.011003-1-011003-

  • 2020.08論文 / 共著

    Structural, Optical and AC Conductivity Studies on Polycrystalline-Si/Nanocrystalline-FeSi2 Composite Thin Films Japanese Journal of Applied Physics, Conference Proceedings 8,pp.011301-1-011301-6

  • 2016.06論文 / 単著

    メカニカルミリング法と放電プラズマ焼結法によるβ-FeSi2の作製とその応用，材料の科学と工学，53, 78-81, 2016.

  • 2015.07論文 / 単著

    Synthesis and crystal growth of Mg2Si by the liquid encapsulated vertical gradient freezing method, Japanese Journal of Applied Physics, 54, pp. 085503-1-085503-5.