地方独立行政法人大阪産業技術研究所 - 当法人は、(地独)大阪府立産業技術総合研究所と(地独)大阪市立工業研究所が統合し、平成29年4月1日にスタートしました。研究開発から製造まで、企業の開発ステージに応じた支援を一気通貫で提供し、大阪産業の更なる飛躍に向け、大阪発のイノベーションを創出します。

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表面工学研究室

ウェットプロセスによる金属・酸化物・硫化物系無機薄膜の開発および応用研究を行っています。エレクトロニクス実装やエネルギーデバイス関連の分野を中心に、次世代プリント配線板、太陽電池、リチウムイオン二次電池など、広く表面に関わる技術開発に取り組んでいます。


担当者

 ・小林 靖之     総括研究員 研究室長(兼務)
 ・品川 勉      主任研究員
 ・池田 慎吾     主任研究員
 ・中谷 真大     研究員

対応領域

プリント配線板、電子部品、太陽電池、リチウム電池、半導体、機能性高分子、撥液・親液、薄膜(金属・酸化物・硫化物・高分子)、ソフト溶液プロセス、めっきプロセス、光化学プロセス、表面改質、電気化学、表面分析、構造評価

研究内容

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。

酸化物半導体の結晶形態制御

水溶液成膜プロセスを用いて酸化物の結晶形態(粒径、成長方位、露出結晶面など)の制御に取り組み、酸化物の性質に形状由来の機能を付加することを目指しています。

酸化物薄膜太陽電池

銅・亜鉛・鉄など、安価で資源の豊富な原料と低環境負荷な水溶液成膜プロセスを用いて酸化物太陽電池の開発を行っています。

薄膜リチウム電池用電極

次世代の薄膜イオン電池などへの応用を目指し、電池特性に優れた硫化モリブデン薄膜を、水溶液からの電析プロセスによって作製する手法を開発しています。

研究成果


研究論文(2020年以降)

  • ・“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).
  • ・"Optimization of the Electron Transport Layer in Quantum Dot Light-Emitting Device"
    G. Zaiats, S. Ikeda, P. V. Kamat
    NPG Asia Mater., 12, 57:1-6 (2020).
  • ・”Preparation of Sword-Type Leaf-Like Zirconium Oxide Films by Electrolysis”
    M. Chigane, T. Shinagawa, S. Ikeda, Y. Kobayashi
    J. Electrochem. Soc., 167, 102512-102517 (2020).
  • ・”Decontamination of Titanium Surface Using Different Methods: An In Vitro Study”
    S. Yan, M. Li, S. Komasa, A. Agariguchi, Y. Yang, Y. Zeng, S. Takao, H. Zhang, Y. Tashiro, T. Kusumoto, Y. Kobayashi, L. Chen, K. Kashiwagi, N. Matsumoto, J. Okazaki, T. Kawazoe
    Materials, 13, 2287-2300 (2020).
  • ・”Effects of UV Treatment on Ceria-Stabilized Zirconia/Alumina Nanocomposite (NANOZR)”
    S. Komasa, S.Takao, Y. Yang, Y. Zeng, M. Li, S. Yan, H. Zhang, C. Komasa, Y. Kobayashi, H. Nishizaki, H. Nishida, T. Kusumoto, J. Okazaki
    Materials, 13, 2272-2786 (2020).
  • ・"Helical Pore Alignment on Cylindrical Carbon"
    J. Maruyama, T. Shinagawa, M. Watanabe, Y. Kashiwagi, S. Maruyama, T. Nagaoka, W. Matsuda, Y. Tsutsui, S. Seki, H. Uyama
    Small, 16, 1905916 (2020).
  • ・"Light-Irradiated Electrochemical Direct Construction of Cu2O/CuO Bilayers by Switching Cathodic/Anodic Polarization in Copper(II) Tartrate Complex Aqueous Solution"
    M. Izaki, T. Koyama, P. L. Khoo, T. Shinagawa
    ACS Omega, 5, 683 (2020).
  • ・"Synthesis of iron-based nanoparticles from ferrocene by femtosecond laserirradiation: Suppression of the particle growth in a mixture of water and hexane"
    Y. Horikawa, T. Okamoto, T. Nakamura, Y. O. Tahara, M. Miyata, S. Ikeda, K. Sakota, T. Yatsuhashi
    Chem. Phys. Lett., 750, 137504 (2020).

著書(2020年以降)

  • ・「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(2020年以降)

  • ・「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).
  • ・「フッ素樹脂フィルムへの直接めっきを可能にするプラズマ表面改質」
    池田慎吾、小林靖之
    表面技術,71, 776-781 (2020).
  • ・「分極抵抗法による多孔質金属材料の耐食性評価」
    池田慎吾
    科学と工業, 94, 147-153 (2020).


依頼講演(2020年以降)

  • ・「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
  • ・「5G対応高周波回路基板のためのフッ素樹脂フィルムのプラズマ表面改質とめっき・接合技術」
    小林靖之
    日本接着学会次世代接着材料研究会PartⅧ 第1回例会,2020/12/17,オンライン開催
  • ・「フッ素樹脂と金属の接合を実現するプラズマ表面改質技術」
    小林靖之,池田慎吾
    第1回 RC287「 新時代の電子デバイスと電子機器における信頼性設計評価と熱設計に関する研究分科会 」実験・計測WG,2020/7/13,オンライン開催

外部資金(2015年以降)

  • ・科研費基盤研究(C)、2022-20224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)、2021-2023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”」

連絡先 9:00~12:15/13:00~17:30(土日祝・年末年始を除く)

( ★を「@」に変更してください )
  • 小林 靖之【問合せ担当者】
    kobaya★orist.jp
  • 品川 勉
    tshina★orist.jp
  • 池田 慎吾
    ikeda-s★orist.jp
  • 中谷 真大
    nakaya★orist.jp


依頼試験、技術的相談、相談内容で担当部署がわからない場合は、
技術相談窓口(06-6963-8181)へお尋ねください。