表面工学研究室

トピックス

無機薄膜の構造（結晶構造、形態、膜厚など）、物性(光学、電気、磁気的性質)、密着性、表面分析などの特性評価が可能です。また、太陽電池やリチウム電池デバイスの作製と特性評価をおこなっています。

• ◆薄膜構造解析：XRD（in-plane、極点図、小角散乱）
• ◆表面界面観察：FE-SEM、AFM、TEM、表面粗さ・段差計
• ◆組成分析：XPS、XRF、GD-OES
• ◆試料加工：FIB，イオンミリング（冷却・大気非暴露対応）、ミクロトーム
• ◆物性測定：UPS、UV-vis-NIR分光光度計、Hall効果測定、半導体特性評価装置、ネットワークアナライザ、ソーラーシミュレーター、電気化学インピーダンス、充放電装置、水晶振動子マイクロバランス、ガスクロマトグラフ、引張試験機，接触角測定装置
• ◆実験装置：プラズマ装置、紫外線光源、真空蒸着、大気非暴露型スパッタリング装置、グローブボックス、ドライチャンバー、ロールプレス、真空熱プレス、スピンコーター，ディップコーター、ポテンショ・ガルバノスタットなど電気化学測定装置，光電気化学セル，恒温恒湿試験機

高速・高周波回路基板形成に向けたフッ素樹脂のメタライジング

フッ素樹脂などの物理的・化学的安定性に優れた材料の表面改質技術を研究し、目的とする用途やプロセスに適した界面設計、信頼性に優れた材料／技術開発を目指しています。

水溶液プロセスによる酸化物半導体の成膜と応用

酸化物の結晶形態（形状や配向）を制御可能な水溶液成膜プロセスの開発と、その形態特性を活かしたデバイスへの応用研究を行っています。

金属ナノ粒子の合成と応用

ナノ粒子と保護分子を設計し化学的に安定なナノ粒子の合成を行っています。また、ナノ粒子表面は機能発現のプラットフォームとしても注目されており、新たな光・電子機能の開拓と応用を目指しています。

キラル形状を有する金属ナノ構造体

光学材料や触媒、分子センサー、機械材料などへの応用を目指し、液相合成によるキラルな金属ナノ構造体の作製手法を開発しています。

シリカ膜、チタン化合物膜、ジルコニウム化合物膜

水溶液を原料とした電解プロセスを基本として、シリカ、チタン化合物、ジルコニウム化合物の薄膜、厚膜や３D構造膜を作製し、太陽電池、光学材料等への応用展開に取り組んでいます。

• 品川　勉

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• 池田　慎吾

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• 千金　正也

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• 小林　靖之

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研究論文（2021年以降）

• ・"Nitrogen-containing carbon tubes fabricated by light irradiation"
  K. Matsui, K. Yamamoto, K. Oyama, M. Seike, K. Takeuchi, T. Funatsu, K. Mitamura, S. Ikeda, S. Watase, T. Hirai, Y. Nakamura, S. Fujii
  Langmuir, 40, 6272 (2024).
• ・"Enhancing oil repellency of electron beam-grafted polyethylene terephthalate fabric with 2-(perfluorohexyl) ethyl acrylate monomer via pre-irradiation"
  E. Shobuke, Y. Kobayashi, S. Okubayashi
  J. Appl. Polym. Sci., 141, e54887 (2023).
• ・"Soft X-ray microspectroscopic imaging studies of exfoliated surface between fluoropolymer and Cu plate directly bonded by plasma irradiation with ammonia gas"
  A. Yamaguchi, S. Ikeda, M. Nakaya, Y. Kobayashi, Y. Haruyama, S. Suzuki, K. Kanda, Y. Utsumi, T. Ohkochi, H. Sumida, M. Oura
  Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 267, 147385 (2023).
• ・"One-pot hydrothermal synthesis of orientated delafossite CuFeO2 films from a mildly acidic solution on substrates"
  T. Shinagawa, W. Tachibori, T. Nishii, A. Ohtaka
  J. Mater. Chem. C, 11, 8616 (2023).
• ・"Relationship between Copper(II)-Lactate Complexes and Cu2O Electrodeposited Using Highly Concentrated Alkaline Solutions"
  R. Miura, R. Yuasa, T. Shinagawa, K. Fukami, K. Murase
  J. Electrochem. Soc., 170, 092508 (2023).
• ・"Oxidation of Primary Amines to Nitriles Catalyzed by Polystyrene-stabilized Ru Nanoparticles in Water"
  M. Kawase, R. Suzuki, K. Kobayashi, T. Shinagawa, A. Tazawa, Y. Uozumi, Y. Matsumura, O. Shimomura, A. Ohtaka
  Chem. Lett., 52, 553 (2023).
• ・“Oriented growth of stacking α-cobalt hydroxide salt continuous films and their topotactic-like transformation to oriented mesoporous films of Co3O4 and CoO”
  T. Shinagawa, N. Kotobuki, A. Ohtaka
  Nanoscale Advances, 5, 96 (2023).
• ・“Photoelectrochemical Fabrication of CuO-Cu2O Nanocomposite Semiconductors by High-Frequency Potential-Switching in Copper(II)-Tartrate Complex Aqueous Solution and the Energy Band Structures”
  S. Yamamoto, R. Yokoyama, K. Imahori, P. L. Khoo, N. Asano, S. Asahina, T. Shinagawa, M. Izaki,
  J. Electrochem. Soc., 170, 032505 (2023).
• ・“Template-free formation of oriented oxide nanowalls via topotactic-like pseudomorphic transformation: [110]-MgO(111) nanowall arrays”
  T. Shinagawa, M. Izaki
  Materials Advances, 3, 7257 (2022).
• ・“Improving the hydrophobicity/oleophobicity of polyethylene terephthalate fibrous materials using electron beam-induced graft polymerization with 2-(perfluorohexyl)ethyl acrylate monomer and alkyl acrylate monomer”
  E. Shohbuke, Y. Kobayashi, S. Okubayashi
  J. Appl. Polym. Sci., 139, e52717 (2022).
• ・“ダイヤモンド-50％クロムおよびダイヤモンド50％ボロン混合体中のSPS成形過程における炭化物形成”
  水内潔、田中基博、山田信司、武内孝、木元慶久、小林靖之
  科学と工業, 96, 315-320 (2022).
• ・“Room-temperature coalescence of Pd nanoparticles with sacrificial templates and sintering agents, and their catalytic activities in the Suzuki coupling reaction”
  S. Okada, Y. Nakahara, M. Watanabe, T. Tamai, Y. Kobayashib, S. Yajimaa
  RSC Adv., 12, 14535-14543 (2022).
• ・“Single-Orientation Nanoporous NiO Films: Spontaneous Evolution from Dense Low-Crystalline Ni(OH)x Films”
  T. Shinagawa, M. Chigane, M. Takahashi
  Cryst. Growth Des., 22, 4122-4132 (2022).
• ・"Helically aligned fused carbon hollow nanospheres with chiral discrimination ability”
  J. Maruyama, S. Maruyama, Y. Kashiwagi, M. Watanabe, T. Shinagawa, T. Nagaoka, T.Tamai, N. Ryu, K. Matsuo, M. Ohwada, K. Chida, T. Yoshii, H. Nishihara, F. Tani, H. Uyama
  Nanoscale, 14, 3748 (2022).
• ・"Suzuki-Miyaura cross-coupling reaction with potassium aryltrifluoroborate in pure water using recyclable nanoparticle catalyst”
  M. Kawase, K. Matsuoka, T. Shinagawa, G. Hamasaka, Y. Uozumi, O. Shimomura, A. Ohtaka
  Synlett, 33, 57 (2022).
• ・"Structural and Magnetic Characteristics of Hematite and Magnetite Films Prepared by Electrodeposition and Heating”
  D. Katsuma, P. L. Khoo, M. Kobayashi, T. Shinagawa, M. Izaki
  J. Electrochem. Soc., 169, 042501 (2022).
• ・"Immunomodulatory Properties and Osteogenic Activity of Polyetheretherketone Coated with Titanate Nanonetwork Structures"
  Y. Yang, H. Zhang, S. Komasa,T. Kusumoto, S. Kuwamoto,T. Okunishi, Y. Kobayashi, Y. Hashimoto, T. Sekino, J. Okazaki
  Int. J. Mol. Sci., 23, 612-630 (2022).
• ・"Room-temperature coalescence of Pd nanoparticles with sacrificial templates and sintering agents, and their catalytic activities in the Suzuki coupling reaction"
  S. Okada, Y. Nakahara, M. Watanabe, T. Tamai, Y. Kobayashi, S. Yajima
  RSC Adv., 12, 14535–14543 (2022).
• ・"Effects of acrylate monomers containing alkyl groups on water and oil repellent treatments of polyester fabrics"
  E. Shohbuke, Y. Kobayashi, S. Okubayashia
  Colloids Surf. A Physicochem. Eng. Asp., 631, 127632-127939 (2021).
• ・"Effect of Argon-Based Atmospheric Pressure Plasma Treatment on Hard Tissue Formation on Titanium Surface"
  S. Komasa, T. Kusumoto, R. Hayashi, S. Takao, M. Li, S. Yan, Y. Zeng, Y. Yang, H. Hu, Y. Kobayashi, A. Agariguchi, H. Nishida, Y. Hashimoto, J. Okazaki 1
  Int. J. Mol. Sci., 22, 7617-7632 (2021).
• ・“High-Resolution Mapping of Local Photoluminescence Properties in CuO/Cu2O Semiconductor Bi-Layers by Using Synchrotron Radiation”
  M. Kobayashi, M. Izaki, P. L. Khoo, T. Shinagawa, A. Takeuchi, K. Uesugi
  Materials, 14, 5570 (2021).
• ・"Room-Temperature Coalescence of Tri-n-Octylphosphine-Oxide-Capped Cu-Ag Core-Shell Nanoparticles: Effect of Sintering Agent and/or Reducing Agent"
  S. Okada, Y. Nakahara, M. Watanabe, T. Tamai, Y. Kobayashi, S. Yajima
• 　Bull. Chem. Soc. Jpn., 94, 1616–1624 (2021).
• ・"Electrochemical Growth of Mg(OH)x Layered Films Stacked Parallel to the Substrates and Their Thermal Conversion to (111)-Oriented Nanoporous MgO Films"
  T. Shinagawa, M. Chigane, M. Izaki
  ACS Omega, 6, 2312 (2021).

著書（2021年以降）

• ・「直接めっきへ向けたフッ素樹脂フィルムのプラズマ表面改質」
  池田慎吾、小林靖之
  "ぬれ性"の制御と表面処理・改質技術, p.248-255, 2023, 技術情報協会
• ・「銅箔との直接接着を可能にするフッ素樹脂の表面改質技術」
  池田慎吾、中谷真大、小林靖之
  プラズマ産業革新技術，p.118-128, 2023，シーエムシー出版
• ・「銅-スズめっき三次元構造体の形成とリチウム二次電池負極特性」
  小林靖之
  めっき技術の最新動向，p.172-179, 2021，シーエムシー出版

総解説（2021年以降）

• ・「真空プラズマによるフッ素樹脂の表面改質と高密着銅めっき技術」
  小林靖之、池田慎吾、中谷真大
  科学と工業，97，248-255　(2023).
• ・「次世代高周波回路基板のためのフッ素樹脂／金属直接接着技術」
  小林靖之、池田慎吾
  接着と剥離のための高分子設計と応用, 214-223 (2023).
• ・「６Gを見据えたフッ素樹脂と銅の直接接着技術」
  小林靖之、池田慎吾
  MATERIAL STAGE, 22, 57-62 (2022).
• ・「次世代高速通信に対応するプリント配線板のためのフッ素樹脂と銅の直接接着技術」
  小林靖之、池田慎吾
  接着の技術, 42, 33-39 (2022).
• ・「異種材料接着を目的としたフッ素樹脂の表面改質技術」
  池田慎吾、中谷真大、小林靖之
  日本接着学会誌, 59, 81-88 (2023).
• ・「プラズマ表面改質によるフッ素樹脂と銅の直接接着」
  池田慎吾、中谷真大、小林靖之
  機能材料, 42, 23-30 (2022).
• ・「プラズマ表面改質によるフッ素樹脂と銅の直接接着」
  池田慎吾、小林靖之
  表面技術, 72, 333-339 (2021).
• ・"Review—Solution Electrochemical Process for Fabricating Metal Oxides and the Thermodynamic Design”
  M. Izaki, P. L. Khoo, T. Shinagawa
  J. Electrochem. Soc., 168, 112510 (2021).

依頼講演（2021年以降）

• ・「次世代プリント基板製造プロセスへの応用を目指したプラズマ表面改質技術」
  池田慎吾、中谷真大、小林靖之
  日本機械学会RC294研究分科会，2024/1/30，オンライン開催
• ・「樹脂の表面改質とめっき」
  池田慎吾、中谷真大、小林靖之
  表面技術協会秋季セミナー「難処理材へのめっき技術(II)」，2023/10/23，オンライン開催
• ・「引張試験機を利用しためっき接着力測定の信頼性、妥当性の調査」
  小林靖之、池田慎吾
  電波遮断金属薄膜応用部品-密着力測定に関する国際標準化調査令和5年度第１回委員会，2023/9/26，島津製作所本社・三条工場
• ・「プラズマ表面改質によるフッ素樹脂の直接接着・めっき技術」
  小林靖之，池田慎吾
  電子情報通信学会 電子部品・材料研究会 (CPM)，2023/7/31，北見工業大学
• ・「樹脂の表面改質と直接めっき」
  池田慎吾、中谷真大、小林靖之
  表面技術協会めっき部会，2023/7/26，オンライン開催
• ・「次世代フッ素樹脂基板のためのプラズマ表面改質と銅箔との直接接着・めっき技術」
  小林靖之，池田慎吾
  日本接着学会　粘着研究会 第189回例会，2023/7/21，東京大学
• ・「次世代プリント配線板製造を見据えたフッ素系樹脂への直接接着・めっき技術」
  小林靖之
  電子機器トータルソリューション展2023「JEITA半導体パッケージングセミナー」，2023/6/1，東京ビッグサイト
• ・「水溶液電解析出法による形態制御した酸化物薄膜形成と物性」
  品川　勉
  電気化学会，電解科学技術委員会　第23回研究懇談会，2023/6/9，カネカ未来創造館
• ・「引張試験機を利用しためっき密着力測定の信頼性、妥当性の調査」
  小林靖之，池田慎吾
  密着力測定に関する国際標準化調査第２回委員会，2023/2/6，島津製作所殿町事業所
• ・「フッ素樹脂へのめっき」
  池田慎吾
  表面技術協会冬季セミナー「難処理材へのめっき技術(II)」，2022/12/9，オンライン開催
• ・「プラズマ表面改質処理を用いたフッ素樹脂と銅の直接接着」
  池田慎吾、小林靖之、中谷真大
  表面技術協会ヘテロ界面制御部会および材料機能ドライプロセス部会合同例会，2022/11/11，千葉工業大学
• ・「めっきによる繊維表面のメタライズ技術」
  小林靖之
  第59回先端繊維素材研究委員会（AFMc）公開ミニシンポジウム，2022/3/18，オンライン開催
  ―スマートテキスタイルを支える素材―
• ・「6Gを見据えたフッ素樹脂と金属の直接接着技術」
  小林靖之
  コンバーテックテクノロジー総合展，2022/1/26，東京ビッグサイト
• ・「フッ素樹脂へのめっき」
  小林靖之
  表面技術協会秋季セミナー「難処理材へのめっき技術」，2021/11/19，オンライン開催
• ・「プラズマ表面改質技術によるフッ素樹脂と銅の直接接着」
  小林靖之，池田慎吾
  （公社）高分子学会 21-2接着と塗装研究会，2021/9/17，オンライン開催
• ・「プラズマを用いたフッ素樹脂の表面改質とめっき・直接接着への展開」
  小林靖之
  表面技術協会第144回講演大会，2021/9/16
• ・「ナノスケール表面改質による高分子材料への直接めっき」
  池田慎吾、小林靖之
  ナノインク懇話会第33回例会，2021/1/28，オンライン開催

• ・科研費基盤研究（C）、2023-2025年度
  「DNA被覆金ナノ粒子の光ー熱効果を用いた局所粘度プローブ法の開発」
• ・科研費基盤研究（C）、2022-2024年度
  「水溶液プロセスによる三元系銅酸化物半導体の直接成膜」
• ・科研費基盤研究（C）、2022-2024年度
  「光触媒と水素吸蔵材料のハイブリッド化：光駆動水素貯蔵システムの構築」
• ・科研費基盤研究（C）、2022-2024年度
  「間接電析法による葉っぱ状ジルコニウム化合物膜の作製と発光体膜への応用」
• ・科研費基盤研究（C）、2021-2024年度
  「真空紫外光アシストプラズマ表面改質によるフッ素樹脂と金属の直接接合」
• ・科研費基盤研究（B）、2021-2023年度
  「大気圧プラズマジェット表面改質技術を用いたテキスタイルの濡れ制御」
• ・科研費基盤研究（C）、2021-2023年度
  「ラマン分光法によるインプラント埋入周囲組織の骨質解析」
• ・科研費基盤研究（C）、2018-2021年度
  「水溶液プロセスによるベースメタル酸化物太陽電池の開発」
• ・科研費基盤研究（C）、2018-2021年度
  「遷移金属硫化物の電析およびエネルギーデバイスに向けた構造制御」
• ・科研費基盤研究（C）、2017-2020年度
  「金属酸化物ナノ粒子の自己集積による超親水表面の構築と撥水－親水パターニング」
• ・科研費基盤研究（C）、2015-2018年度
  「水溶液電解製膜法による環境型フレキシブル太陽電池の開発」
• ・科研費基盤研究（B）、2014-2016年度
  「持続可能な衣生活のための繊維製品の防汚設計」
• ・経済産業省 戦成長型中小企業等研究開発支援事業（Go-Tech事業）2022-2024年度
  「ＳＤＧｓ対応型、産業廃棄物等を大幅に削減できる塗装前処理工法の開発」
• ・池谷科学技術振興財団、2022年度
  「層間燃焼法による多孔質酸化物半導体の低温合成」
• ・経済産業省 戦略的基盤技術高度化支援事業（サポイン）2019-2021年度
  「実用性と安全性が大幅に改良された無機ナノハイブリッド光触媒塗料の開発」
• ・経済産業省 戦略的基盤技術高度化支援事業（サポイン）2019-2021年度
  「５Ｇ移動通信システムの実現に向けた低誘電率樹脂の直接接合技術の開発」
• ・JST研究成果最適展開支援プログラム企業主導フェーズ（A-STEP NexTEP-Bタイプ）、2018-2020年度
  「自発的冷却促進機構を有する高性能車載用冷却器」
• ・経済産業省 戦略的基盤技術高度化支援事業、2014-2016年度
  「新技術酸化物半導体二次電池における半導体電極の湿式成膜技術の研究開発」
• ・JST先端的低炭素化技術開発ALCA-SPRING 2013-2017年度
  「無機固体電解質を用いた全固体リチウム二次電池の創出"全固体リチウム二次電池の膜化・シート化”」