Research
切る、削る、磨く。ものづくりの根幹となる機械加工技術は、「地味」で「泥臭い」技術である、多くの人はそう感じるでしょう。しかし、最先端の材料をミクロンレベルで薄く切り出し、表面をナノレベル以下の凹凸に磨く。 新しく優れた性能を持つ材料を生かすも殺すも加工技術が命運を握ります。
次世代の電気自動車、スマートフォンやタブレット、高効率LED照明。これらのデバイスには先端電子材料が使用されています。これらの材料は従来にない優れた 性質を有しますが、その性能を十分に引き出し活用するにはきわめて高度な加工技術を要します。わたしたちの研究室では、原子･分子の視点で加工をデザインし、機械加工を“Science”しています。従来の技術では達成できない材料の新たな機能を創出します。
高分子固体電解質を用いたECMPによるSiCの超高速研磨加工
電気自動車に必須である電力変換機器「パワーデバイス」用材料として、SiC（炭化ケイ素）が注目されています。SiCはダイヤモンドに次ぐ硬さを有するため、加工が非常に困難な材料です。わたしたちは、SiCの新しい研磨方法を開発することで、従来技術の約10倍の加工速度を達成しました。高性能パワー半導体の実現で必要となるナノメートル以下の表面粗さを有する超平滑SiC表面が可能です。
高分子固体電解質ー金属界面でのアノード溶解を利用したダイレクトナノパターニング
材料表面の微細パターンはさまざまな機能を付与しますが、その加工は複雑でコストが高くなります。わたしたちは、金属や半導体の表面にスタンプを押すようにパターンを施すソフトな加工法を発見しました。シンプルかつ環境にやさしい方法でパターンを施すことができます。抗菌性をもつ表面や電子デバイス、情報セキュリティ分野への応用が期待できます。
Ce触媒による砥粒フリーガラス研磨技術の開発とSiCの精密電解援用研磨への応用
ガラスの研磨には一般的に酸化セリウム（CeO2）研磨材が使用されています。CeO2はガラスに対して高い研磨効率が得られる一方、産出が一国に集中するなど供給にリスクのある材料です。本研究では、砥粒を全く使用しない新たな研磨技術を開発しました。Ceの金属薄膜を研磨工具上に成膜し、Ceとガラス間の化学的な作用によって加工を行います。これにより、ガラス表面をサブナノメートルの表面粗さまで加工することに成功しました。また、電解酸化の組み合わせによりSiCの研磨へも応用が可能となっています。
