平成
27年8月3日
(独)物質・材料研究機構
ナノテクノロジープラットフォームセンター
野田 哲二
文部科学省事業
ナノテクノロジープラットフォームの取組状況
資料1 科学技術・学術審議会 先端研究基盤部会 研究設備共用プラットフォーム委員会(第2回) 平成27年8月3日1.ナノテクノロジープラットフォームの目的・概要
2.取組状況、成果など
3 利用者からの評価・要望
4 共用プラットフォーム構築に係る課題と解決に向けて
5 他の共用プラットフォームとの連携
6 今後の課題・取組予定
1ナノテクノロジープラットフォームプロジェクト(H24~H33)
◆①微細構造解析②微細加工③分子・物質合成の3つ の技術領域において、先端研究設備の強固なプラット フォームを形成することで、若手研究者を含む産学官の 利用者に対して、最先端の計測、分析、加工設備の利 用機会を高度な技術支援とともに提供。 ◆PFの利用により新研究分野、新技術領域及び新産 業創出支援と人材育成システム構築 超高圧透過型電子顕微鏡、 高性能電子顕微鏡 (STEM)、放射光 等 微細構造解析 電子線描画装置、エッチン グ装置、イオンビーム加工 装置、スパッタ装置 等 微細加工 分子合成装置、分子設計 用シミュレーション、システ ム質量分析装置 等 分子・物質合成微細構造解析プラットフォームの構成
(
10実施機関、代表機関:NIMS)
全ブロックで最先端の電子顕微鏡・計測解析技術を提供
最先端電子顕微鏡、放射光、先端SPM、表面分析、極限計測など
名古屋大学 北海道大学 広島大学 山口大学 バイオ&ライフサイエンス 化学&分子テクノロジー ナノエレクトロニクス フォトニクス N&MEMS マテリアルサイエンス 環境技術 エネルギー関連技術 モデリング&シミュレーション ESH 東北大学 香川大学 大阪大学 豊田工業大学 東京大学 早稲田大学 東京工業大学 京都大学 北九州産業学術推進機構 NIMS 筑波大学 AIST
微細加工プラットフォーム
(16 実施組織、代表:京都大学)
ナノテク主要技術領域をカバーし、個別にあるいは緊密に連携した支援
微細加工プラットフォーム
(16 実施組織、代表:京都大学)
ナノテク主要技術領域をカバーし、個別にあるいは緊密に連携した支援
分子・物質合成プラットフォーム
(11実施組織、代表:分子科学研)
ものつくり・合成、分析・評価、解析を総合的に支援
-半導体、熱電材料、磁性体、ナノカーボン、有機機能性材料、生体関連材料-新奇ナノカーボンの合成、構造・特性 評価、ナノ複合化新規機能創出千歳科学技術大学
東北大学
信州大学
分子科学研究所
名古屋大学
名古屋工業大学
北陸先端科学技術大学院大学
奈良先端科学技術大学院大学
大阪大学
物質・材料研究機構
九州大学
分子変換技術による有機化合物 合 成 、 800MHzNMR 極 微 量 超 高 感度測定、ICP発光分光分析極 微量分析 バイオテクノロジーとナノテク ノロジーの融合技術支援 全学体制による分子・物質合成・解析支援 ナノマテリアル・薄膜物質・新奇超格子素材の創 製、有機/酸化物ナノワイヤの合成・解析 最先端ナノテク研究施設の共用と高度技術提供で新材料創 成とものづくり支援 スマートマテリアル創成支援 化学〜生体まで多岐合成・分析・解析を支援 分子・物質素材の新規合成、先端機器利用と分子設計 電子・光制御ナノデバイス、有機分子・ 無機セラミックスの合成・解析 ナノ分子材料、分子デバイス構築のための合 成、構造・機能解析評価 52.取組状況・成果等
・約款方式の導入
(手続きの簡素化)
・利用形態に応じ
た支援
・知財権
・利用報告書
・成果公開猶予
・利用料
・非公開利用
ナノプラット全体での統一的な進め方
利用の流れ図
7
・利用課題番号の統一化
“課題番号”=“分野コード”+“年度記号”+“機関コード”+“受付番号”
分野コード:
A(微細構造解析)、F(微細加工)、S(分子・物質合成)
年度記号:(例)15(
2015年)
機関コード(例)
NM(NIMS)
・利用形態の定義
技術相談、機器利用、
技術補助、技術代行
共同研究
・利用報告書
・利用者満足度アンケート
・利用料
:各PFで共通化
された利用料体系を構築
(
千円~
1万円/時間:装置購入
額見合いx係数(利用形態、アカデ
ミックディスカウント等)
利用報告書 利用者満足度アンケート総合的な窓口・広報
(A)クイックアクセス機能 (B)大型施設との連携 (C)パンフによる広報活動 (D)ホームページ等を活用し た各種情報発信 (http://nanonet.mext.go.jp)、 (http://www.jst.go.jp/nanotec hpf/) (約2万件/月) (E)WEBマガジンの発行 ナノプラット最新成果発信 (読者約1万人) (F)機器利用案内ポータルサ イト (G)一般紙等による広報活動 工業材料vol.62, No.6 (2014) ~H27年4月号まで全PF・全機関 連載,Science Portal (2014.11.19)、産学官連携ジャー ナル2015年3月号 (H) シンポジウム等の開催 WEBページ開設(http://nanonet.mext.go.jp) パンフレット 約3万部/年配布 ポスター9
設備検索システム
ナノテクノロジープラットフォーム共用設備一覧の機器ポータルサイトシステムを構築。開始
3ヵ月で約1万件のアクセス
トップページ 検索・絞り込みj 設備詳細情報ユーザ開拓、企業連携
1
. ナノテクビジネス協議会(NBCI)会員企業へのPR
(1) ナノテク総合シンポ、試行的利用等、主催/共催事業を参加企業へ案内。
(2) 会員企業窓口担当者を通じ、個別企業出前説明会開催。
(3)ベンチャー企業の課題解決への協力。大企業等の技術課題への技術相談対応。
2
. 学協会での紹介活動
応用物理学会、化学会、ナノ・マイクロビジネス展、イノベジャパン、セミコンャパン、
分析科学機器展等。
3
. 「試行的利用」事業に拠る新規ユーザー開拓
(約
200件ほど、新規60%、
企業
23%、うち若手60%)
「試行的利用」 事業の実施
対象者:地方の企業、大学、
高専、若手研究者等
・採択者に対して、
旅費、利用料等を支援
地域における産学官連携活動
- 全国5ヵ所(北海道、東北・関東甲信越、東海・北陸、関西・四国、中国・
九州)に連携推進マネージャーを配置
-1.
JSTリソース活用によるユーザー開拓
1)企業向け説明会
JST出向者、企業OBを中心とした事業説明会
2)A-STEP等の公募説明会、新技術説明会で事業紹介
3)自治体、公設試との連携(メルマガ、セミナー開催)
2.「試行的利用」における産学官連携推進マネージャーの活動
・地域における優れた利用テーマの発掘
・利用申請書作成における実施機関とユーザ間の調整
・試行的利用から正規ユーザーへの移行度:
44%
3.ナノプラ利用成果の展開支援
・
A-STEP等のファンド紹介
・地域セミナー、
JSTフェア等による成果発表機会の提供
11H25年度ナノテクノロジープラットフォームの利用実績
利用成果事例
実施機関:物質・材料研究機構 微細構造解析プラットフォーム
ナノワイヤ結晶成長のその場TEM観察
Rebecca Boston (University of Bristol)、実施機関担当者:根本善弘(物質・材料研究機構)
概要:微細坩堝法という結晶成長法によるY2BaCuO5(Y211)のナノワイヤの結晶成長をTEMの中で行 い、結晶成長する様子をTEMでその場観察を行った。微細坩堝法とは原料の塊を加熱することで Y2BaCuO5などの酸化物ナノワイヤを原料表面に成長させる結晶育成法である。この結晶育成の際に 原料の一部が結晶成長を促進する触媒的な役割を果たし、ポーラスな原料の塊の表面の凹凸が坩堝 の役割を果たすことからこのような名称で呼ばれている。 図1 結晶成長の直後に急冷したY2BaCuO5ナノ ワイヤと原料の全体像(A)と界面構造(B) 図2 Y2BaCuO5ナノワイヤの結晶成長過程(C)と 成長メカニズム(D) 第13回ナノテクノロジー総合シンポジウム配布資料(平成27年1月)13
利用成果事例
実施機関:北海道大学 微細加工プラットフォーム
パルス状コヒーレントX線溶液散乱法のための溶液試料ホルダの開発
木村隆志(Takashi Kimura) a, 城地保昌(Joti Yasumasa)b, 別所義隆(Yoshitaka Bessho)c, 西野吉則 (YoshinoriNishino)a a北海道大学, b高輝度光科学研究センター, c台湾中央研究院 概要:X線自由電子レーザーによる観察では、高ピーク輝度・超短パルスという特徴から、放射線損 傷の影響を回避した、生物試料などの自然な状態の構造を捉えることができる。ナノテクノロジープ ラットフォームの支援の下開発した微量な溶液試料を封じ込めるマイクロ液体封入アレイと、XFEL による計測を組み合わせた、生きた細菌の高分解能イメージング法を開発した。 図3 XFELで計測したコヒーレントX線回折パター ンから得た生きている細胞(Microbacterium Lacticum)の画像(左側)と樹脂で固定化した細 胞のTEM像(右側) 14
利用成果事例
実施機関:名古屋工業大学 分子・物質合成プラットフォーム フッ化物薄膜を用いた真空紫外光源 小野晋吾a、福田健太郎b、須山敏尚b、柳田健之c、吉川彰d (a名古屋工業大学, b㈱トクヤマ, c九州工業大学, d東北大学)、 実施機関担当者:種村眞之(名古屋工業大学) 概要:真空紫外領域で動作するフィールドエミッションランプを開発した。KMgF3またはNd3+:LuF3薄 膜を蛍光体として用いたこれらの光源は、固体蛍光体を用いる光源の中で世界最短波長で動作すると ともに、従来のガスランプに対して、高い安定性や長寿命化が見込まれる。また、冷陰極であるカーボ ンナノファイバーを電子源として用いることにより、消費電力や発熱を抑えることができ、紫外線照射対 象に熱ダメージを与えにくい。このような光源は、水銀ランプのように環境汚染を引き起こす物質を用い ていないことからも、殺菌や表面処理など幅広い分野への利用が期待できる。 図1 カーボンナノファイバーを電子線源とし、フッ化 物薄膜を蛍光体として用いたフィールドエミッションラ ンプ 図2 Nd3+:LuF3薄膜を蛍光体とした FELからの発光スペクトル 第13回ナノテクノロジー総合シンポジウム配布資料(平成27年1月) 15成果の普及
1)シンポジウム等の開催 成果報告会・ナノテクノロジー総合シンポジウム、ナノテクノロジー総合展・技術会議(nano tech 2013~2015) nano tech(約5万人規模)での紹介シンポジウム、単独ブースでの成果展示発表、ナノテクノロジ ー総合シンポジウム(約600名参加)での成果報告会、六大成果表彰、技術支援者表彰など。 2)学協会での発表、展示(H24:6回、H25:27回、H26:25回) 応用物理学会(春・秋)、化学会年会、顕微鏡学会、ナノ・マイクロビジネス展(約2万人)、イノベー ションジャパン(約2万人)、セミコン・ジャパン(約6万人)、分析・科学機器展(JASIS、約2万人)等 第13回総合シンポジウム講演 (H27.1.30)の様子 nano tech 2015(H27.1.28-30)展示会風景 2015年シンポジウム案内17
技術支援に対するインセンティブ付与
1)平成
25年度よりナノプラット秀
でた利用六大成果表彰の実施
2)平成
26年度より、ナノプラット
事業において優れた支援を行っ
た者の表彰実施
ナノプラット6大成果並びに技術支援者表 彰式(H27.1.30) 平成26年度技術支援者表彰(H27.1.30)人材育成支援
国内外の学生研修、分野横断型の技術交流、若手研究者・技術者の国際交流等
により、共用施設を運用する技術者及び次世代ユーザの育成を図る。
1)学生研修プログラム
H24年度~H26年度:参加者合計84名
研修参加後のFS利用3名、正規ユーザ利用3名
⇒1名が電気化学会にて学生ポスター賞を受賞
2)米国NNIN施設利用の夏期研修プログラム
H24年度~H26年度:参加者合計16名
帰国後に研修先大学との共同研究に発展
研修生がJAEAのH25年度秀でた利用成果事例に寄与
3)技術支援者交流プログラム
H24年度~H26年度:参加者合計37名
スキルアップに加えて、工程管理や治具の工夫等の現場レベルの情報交換、
新規導入装置の操作実習を通じた支援業務の立ち上げのスムーズ化に寄与
4)国際連携若手研究者交流プログラム
国際交流:日加WS開催、日米若手交流、日アジア若手交流、他
海外動向調査:INC参加、UGIM参加、IFNC参加、欧米の共用施設訪問調査、他
H26年度学生研修・NNIN研修 成果発表会1. 利用者: 大学42.1%、公的機関7.4%、企業30.8%、ポスドク2.9%、学生14.4%、その他2.4% 2. 年齢層:20代19.9%、30代34.1%、40代28.1%、50代以上17.9% 3. 利用者:関東>京阪>中部>北海道>中国・四国>九州 4. 研究領域:工学材料19.4%、応物基礎11.1%、電気電子工学11.0%、材料化学14.9%、プロセス 7.9%、機械6.0%等 5. 利用のきっかけ:ナノプラット関係者紹介45.2%、職場関係31.2%、HP等12.3%、学会等3%等 6. ナノプラット利用経験:なし41.0%、あり59.0% 6.1 PF利用経験者:微細構造解析56.7%、微細加工65.7%、分子物質合成48.3% 7. 当該実施機関利用:新規46.3%、経験あり53.8% 7.1 当該実施機関利用経験:3回以上49.6%、2回25.9%、1回24.4% 8. 満足度 8.1 利用手続き:満足・十分88.1%、普通10.4%、不十分・不満足1.5% 8.2 装置:満足・十分93.3%、普通9.5%、不十分・不満足1.6% 8.3 技術サポート:満足・十分94.3%、普通4.6%、不十分・不満足1.1 8.4 利用料:安い・やや安い26.8%、普通57.9%、やや高い・高い15.2% 8.5 当該実施機関の再び利用: 希望あり98.9%、なし1.1% 9. センターの対応(センターに相談した利用者) 9.1 窓口対応:満足・十分83.3%、普通16.2%、不十分・不満0.4% 9.2 連携推進マネージャー:満足・十分78.6%、普通21.2%、不十分・不満0.2% 9.3 Webサイト:よく知っている23.9%、知っているが詳細は知らない52.5%、知らない23.7%
3. 利用者からの評価・要望
H26年度ナノプラット利用者アンケート:回答者数1842
191.利用方法 ◆手続きの簡素化 ◆テレビ会議での打ち合わせ希望 ◆予約システムの改善、共通化、予約状況の公開 ◆利用手続きの簡素化 ◆相談会やセミナー、講習会、デモ開催、操作レクチャー希望 ◆マシンタイムの拡大(夜間や土日休日) ◆料金の値下げ 2.装置関係 ◆装置の拡充 ◆実験室、事務スペースの利便性 3.スタッフ、技術支援者 ◆技術スタッフの増員、高度化、常駐・常雇用 ◆研究者、学生の人材育成に効果 ◆利用者と支援者のコラボにより新しいアイディア創出 ◆担当者の知識、技術が不十分 4.プラットフォーム/センターへの要望 ◆Webのユーザフレンドリー化 ◆地域セミナー希望 ◆広報の強化 ◆メールによる情報提供