工学部 電気電子工学科

芦野慎 研究室

ASHINO MAKOTO
LABORATORY

ナノカーボン系材料の原子・分子構造を走査プローブ顕微鏡で観察・識別・操作し、特異な性質を発現させる。

走査プローブ顕微鏡をベースに装置の機構・システムを新たに開発しながら、人間の10億分の1の極微な世界で起こる不思議な現象を観察・測定する。高感度なセンシング技術を用いて、主に炭素原子で構成された極微な構造物(ナノカーボン系)の構造と諸性質(機械的・電子的特性など)を明らかにする。そして高精度な位置制御技術と組み合わせ、原子・分子を空間的に操作し、特異な現象を自分たちで生み出すことにチャレンジする。

キーワード

  • ナノテクノロジー
  • 高感度センシング
  • 高精度空間制御
  • 原子・分子の観察・識別・操作
  • 顕微・分光装置の新規開発

ニュース&トピックス

NEWS & TOPICS

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研究紹介

RESEARCH

走査プローブ顕微鏡を用いて、原子・分子を直接観察・識別・操作して、ナノの世界の不思議な現象を捉える。

研究内容

走査プローブ顕微鏡と呼ばれる特殊な顕微鏡(図参照)技術を駆使して,私たちの10億分の1の大きさ(ナノメートル)の極微な世界[1]で起こる不思議な現象を直接的に観察・測定します。原子レベルで鋭利な探針先端が捉える微弱な情報を,高感度なセンシング技術を用いて的確に検知し,3次元画像化システムと各種3次元分光計測システムとを組み合わせることで,極微な世界を支配する原子・分子の不思議な現象を直接的に観察・計測しながら,詳細なメカニズムを解明していきます.さらに自動制御システムによる高精度な位置制御技術を用いて原子・分子を3次元空間的に操作し,常識の範疇を超えた不思議な現象自体の発現にチャレンジし,全く新しいデバイス開発の創製につなげていきます.例えば,60個の炭素原子がサッカーボール状に結合した分子(バックミンスター・フラーレン)を同じく炭素原子が2次元平面状に結合したグラフェン表面上で操作することで,ナノメートル世界で『分子ビリヤード』を実現し,その動作を用いた全く新しい演算素子の構築を目指します.本研究室は,『ナノの世界から』 環境・エネルギー問題の解決に取り組んでいきます.
[1] リチャード・P・ファインマン, "There's Plenty of Room at the Bottom", 米物理学会講演集.

教員紹介

TEACHERS

芦野慎  准教授・博士(工学)

山形県鶴岡南高校出身

略歴

早稲田大学理工学部卒。東京工業大学大学院総合理工学研究科博士課程(材料科学)を経て、金沢工業大学工学部電子工学科助手、及び、同大学大学院工学研究科博士課程社会人特別入学。(財)神奈川科学技術アカデミー常勤研究員、技術研究組合オングストロームテクノロジ研究機構研究員、ハンブルク大学理学部物理学科応用物理学研究所研究員・助手を経て、2013年より現職。

専門分野

専門:走査型プローブ顕微鏡と各種分光法の新規開発と、それによる先端材料(主としてナノカーボン系材料)の構造観察と基礎物性の精密計測。
論文・著書:アトムプローブ / 電界放射電子分光法による針状試料上に形成された半導体超薄膜の表面・界面物性の研究(学位論文)、Non-Contact Atomic Force Microscopy vol.3 ch.8 (Springer) ほか。
受賞:応用物理学会講演奨励賞、電気学会優秀論文発表賞、Best Poster Presentation Award (Seeing at Nanoscale Ⅱ)、日本学術振興会ナノプローブテクノロジー賞。

横顔

根が単純で人の話をついつい鵜呑みにする性格を治すために、「どうしてだろう?」 と、まずは 自分で考えることをモットーにしています。一研究者として、私たちの10億分の1の小さな世界 (ナノワールド)に、最先端の科学技術とともにチャレンジしています。

趣味

散歩(特に、近所の路地裏散策)、テニス、水泳、読書(特に、推理小説やミステリーもの)。

近況

現在、研究室所属のメンバー総出で、原子間力顕微鏡装置の立上げ作業を行っています。高性能な市販装置が続々と世に出る中で、オリジナリティーを追求していきたいと思っています。