ナノ構造を利用した透明酸化物の機能開拓--細野透明電子活性プロジェクトの成果から

摘要

酸化物は，人類が古くから慣れ親しんできた材料で，環境負荷が少なく，資源的に豊富であり，化学的にも安定である．こうした特徴に加えて，酸化物は，構成するイオンの種類が多く，原子間の結合も，イオン結合から共有結合まで幅広く変化する．また，これらの変化に対応して，酸化物化合物には，多様な結晶構造が存在する．こうした酸化物のもつ多様性は，材料特性を広い範囲で変化できる可能性を示唆している，その結果既存の酸化物あるいは新たな酸化物で，実用性に優れた特性が，新たに見出される可能性が高い．もちろん，これまで多くの研究蓄積のある酸化物を対象として，未開拓の特性を見出すことは，必ずしも容易ではない．新しい研究視点をもち，State of the Artな研究手法を駆使することが不可欠であると言えよう．こうした観点から，ナノテクの材料分野への展開は，革新的な材料の開発に繋がるものと期待されている．ナノ構造には，「量子井戸構造」，「超微粒子」，「リゾグラフイ一による微細構造」など人工的に作り出されるものと，「カーボンナノチューブ」，「自然超格子」，「ナノポーラス構造」など自然界に存在しているものがある．前者は，所定の特性を有する構造を意図的に作製することが可能であるが，バルクの状態にまで積み上げることが難しい．一方，後者は，プロセスを工夫すれば，ナノ構造が規則的に配列したバルク状態を自己整合的に作ることができる．