パンフレット - 科学技術振興機構

プロセスインテグレーション
による 機 能 発 現
ナノシステムの 創 製
戦 略 目 標
プロセスインテグレーションによる 次 世
代 ナノシステムの 創 製
平 成 20 年 度 採 択
生 体 超 分 子 援 用 フロンティアプロセス
による 高 機 能 化 ナノシステム
浦 岡 行 治
奈 良 先 端 科 学 技 術 大 学 院 大 学 物 質 創 成 科
学 研 究 科 教 授
生 体 超 分 子 は、サイズ 均 一 性 、 自 己 組 織 化 能 力 など 優
れた 特 性 を 有 しています。DNA 情 報 に 基 づいて 形 成 さ
れた 様 々な 生 体 超 分 子 に、 自 己 組 織 化 機 能 を 持 たせる
ための 分 子 設 計 を 施 し、 半 導 体 などの 基 板 上 に 一 次 元 、
二 次 元 、 三 次 元 に 配 列 したナノ 構 造 物 を 形 成 して 機 能
を 発 現 させます。さらに、 自 己 組 織 化 の 素 過 程 を 徹 底 的
に 解 明 すると 同 時 に、このコンセプトに 基 づく 様 々な 高
度 情 報 素 子 (スイッチング 素 子 、メモリ、バイオセンサー、
MEMS 質 量 センサー)への 応 用 を 検 討 します。
自 己 組 織 化 グラファイトシート 上
エレクトロニクスの 開 発
藤 岡
洋
東 京 大 学 生 産 技 術 研 究 所 教 授
本 研 究 は、 高 い 熱 伝 導 特 性 ・ 電 気 伝 導 性 、 原 子 レベル
での 平 坦 性 などの 優 れた 特 徴 を 持 つ 安 価 で 柔 軟 な 大
面 積 フィルムである 自 己 組 織 化 グラファイトシート(ボトム
アップ) 基 板 上 に、トップダウン 技 術 の 粋 を 集 めた 半 導
体 エレクトロニクスを 融 合 し、 高 輝 度 発 光 素 子 、 高 速 電
子 素 子 、 太 陽 電 池 やこれらを 組 み 合 わせた 新 機 能 フレ
キシブル 大 面 積 半 導 体 素 子 システムを 低 価 格 で 実 現 す
ることを 目 的 とします。
研 究 総 括
曽 根 純 一
本 研 究 領 域 は、フォトリソグラフィ 等 のトップダウ
ンプロセスと 自 己 組 織 化 に 代 表 されるボトムアップ
プロセスの 高 度 化 と 統 合 化 を 進 めることによって、
革 新 的 な 機 能 を 発 現 する 次 世 代 ナノシステムの
創 製 を 目 指 すものです。
具 体 的 には、トップダウンプロセスによって 作 ら
れた 微 細 な 電 子 回 路 、MEMS・NEMS 等 のナノ
構 造 デバイスと、ボトムアッププロセスによって 生
成 されたバイオ・ 有 機 材 料 、 自 己 組 織 化 材 料 等 と
の 融 合 を 図 ることにより 新 たな 機 能 を 発 現 させる
研 究 、または 機 能 を 有 するボトムアップナノ 構 造 体
を 工 学 的 に 応 用 可 能 なシステムとして 構 築 する 研
究 を 対 象 とし、 従 来 にない 機 能 、 性 能 をもつセンサ、
アクチュエータ、バイオチップ、 電 子 ・ 光 デバイス、
エネルギーデバイス 等 の 基 盤 構 築 を 目 指 します。さ
らに、これらを 集 積 ・ 最 適 化 した 次 世 代 ナノシステ
ムの 構 築 まで 念 頭 に 置 いて 研 究 を 推 進 します。
領 域 アドバイザー
( 独 ) 物 質 ・ 材 料 研 究 機 構
理 事
大 橋 啓 之 日 本 電 気 ( 株 )グリーンイノベーション
研 究 所 主 席 研 究 員
小 野 崇 人 東 北 大 学 大 学 院 工 学 研 究 科 教 授
栗 原 和 枝 東 北 大 学 大 学 院 多 元 物 質 科 学 研 究 所 教 授
清 水 敏 美 ( 独 ) 産 業 技 術 総 合 研 究 所 ナノテクノロジー・
材 料 ・ 製 造 分 野 副 研 究 統 括 /ナノチューブ
応 用 研 究 センター 副 センター 長
出 川 通 ( 株 )テクノ・インテグレーション 代 表 取 締 役 社 長
鳥 光 慶 一 東 北 大 学 大 学 院 工 学 研 究 科 教 授
西 本 清 一 京 都 大 学 大 学 院 工 学 研 究 科 教 授
馬 場 嘉 信 名 古 屋 大 学 大 学 院 工 学 研 究 科 教 授
板 東 義 雄 ( 独 ) 物 質 ・ 材 料 研 究 機 構 フェロー/
国 際 ナノアーキテクトニクス 研 究 拠 点 最 高 運 営 責 任 者
冬 木 隆 奈 良 先 端 科 学 技 術 大 学 院 大 学
物 質 創 成 科 学 研 究 科 教 授
松 本 和 彦 大 阪 大 学 産 業 科 学 研 究 所 教 授
イオンイメージセンサ 技 術 を 利 用 した
医 療 生 体 ナノシステム 構 築
澤 田 和 明
本 研 究 では2つのステップの 研 究 を 行 います。 第 1のス
テップは「イオンイメージセンサの 医 療 ・ 生 化 学 分 析 シス
テムへの 展 開 」です。 生 体 関 連 物 質 の 動 きをリアルタイ
ムで 画 像 化 し、 細 胞 レベルでの 医 療 用 診 断 システムを
構 築 します。 第 2のステップはイオンイメージセンサを 元 に
「 細 胞 などの 自 己 組 織 化 を 利 用 した 電 子 細 胞 集 積 回 路
研 究 」を 行 います。 細 胞 ネットワークの 柔 軟 性 を 用 いた
“ 電 子 細 胞 集 積 回 路 ”の 構 築 を 目 指 します。
電 気 化 学 的 な
異 種 材 料 ナノ 集 積 化 技 術 の 開 拓 と
バイオデバイス 応 用
西 澤 松 彦
タンパク 質 や 細 胞 の 接 着 、 有 機 ・ 無 機 材 料 の 析 出 、など
の 界 面 における 組 織 化 現 象 をナノスケールで 誘 発 する
技 術 を 創 出 し、マイクロ 構 造 体 へのバイオ・ 分 子 機 能 の
搭 載 を 可 能 にします。そして、この 異 種 融 合 プロセスを
駆 使 するバイオ- 有 機 - 無 機 複 合 集 積 によって、 筋 肉 細
胞 と 電 子 デバイスが 導 電 性 高 分 子 で 接 続 されたハイブ
リッド 細 胞 チップや、 酵 素 反 応 で 駆 動 するスイッチ 素 子 な
どの 開 発 に 挑 戦 します。
自 己 組 織 プロセスにより 創 製 された
機 能 性 ・ 複 合 CNT 素 子 による
柔 らかいナノMEMSデバイス
畠
賢 治
機 能 化 ナノ 構 造
ゲートバイオトランジスタの 創 製
宮 原 裕 二
豊 橋 技 術 科 学 大 学 工 学 部 教 授 東 京 医 科 歯 科 大 学 生 体 材 料 工 学 研 究 所
教 授
本 研 究 では 生 体 材 料 / 機 能 性 分 子 / 半 導 体 からなる
複 合 ゲート 構 造 を 構 築 し、 異 種 材 料 間 における 界 面 ナ
ノ 構 造 を 制 御 することにより、 生 体 分 子 認 識 及 び 細 胞
機 能 の 発 現 過 程 を 非 標 識 ・ 非 侵 襲 で 電 気 信 号 に 変 換
するバイオトランジスタを 創 製 します。バイオトランジスタ
の 動 作 原 理 の 研 究 を 通 して、 臨 床 研 究 や 創 薬 分 野 に
新 たな 検 査 ・ 解 析 ツールを 提 供 するとともに、バイオテク
ノロジーとエレクトロニクスを 融 合 する 新 たな 領 域 の 開 拓
を 目 指 します。
平 成 21 年 度 採 択
光 神 経 電 子 集 積 回 路 開 発 と
機 能 解 析 ・ 応 用
宇 理 須 恒 雄
東 北 大 学 大 学 院 工 学 研 究 科 教 授 名 古 屋 大 学 革 新 ナノバイオデバイス
研 究 センター 特 任 教 授
( 独 ) 産 業 技 術 総 合 研 究 所 ナノチューブ 応 用
研 究 センター 上 席 研 究 員
研 究 代 表 者 はシナプス 後 膜 に 流 れる 電 流 を 正 確 に 測
定 できる 培 養 型 イオンチャネルバイオセンサーの 開 発 に
初 めて 成 功 しました。 本 研 究 では、 神 経 細 胞 ネットワーク
を 本 センサー 内 に 形 成 し、レーザー 光 で 活 動 電 位 を 制 御
して 記 憶 や 学 習 特 性 を 測 定 できるようにします。さらにナ
ノ 加 工 技 術 を 駆 使 してセンサーを 多 チャンネル 化 し、 脳
高 次 機 能 の 解 明 や 神 経 変 性 疾 患 の 診 断 ・ 創 薬 に 有 用
なスクリーニング 素 子 を 開 発 します。
拡 張 ナノ 空 間 特 異 性 を 利 用 した
革 新 的 機 能 デバイスの 創 成
北 森 武 彦
東 京 大 学 大 学 院 工 学 系 研 究 科
教 授
カーボンナノチューブ(CNT)MEMSデバイス 産 業 を 実
現 するための、デバイス 基 盤 製 造 技 術 と、 異 材 料 とのイ
ンテグレーション 技 術 を 開 発 します。ボトムアップの 技 法
と 微 細 加 工 技 術 を 組 み 合 わせて、CNTの 位 置 ・ 形 状 を
自 由 自 在 に 制 御 しながら 集 積 化 させ、 異 材 料 とインテグ
レーションさせ、デザインされた 機 能 を 有 するCNT 素 子 ・
ナノ(MEMS)デバイスを 創 製 します。
数 10- 数 100nmの「 拡 張 ナノ 空 間 」は 界 面 領 域 のみ
で 形 成 される 特 異 空 間 であり、 流 体 物 性 や 化 学 特 性 に
特 異 性 が 発 現 することを 研 究 代 表 者 らは 見 いだしました。
また、この 特 異 性 を 活 用 するとマイクロ・ナノ 科 学 と 技 術
に 新 展 開 が 期 待 できることを 示 してきました。 本 研 究 では
「 拡 張 ナノ 空 間 」の 特 異 性 を 活 用 した 新 しいデバイス 工
学 に 焦 点 を 絞 り、 化 学 、バイオ、エネルギーなどに 貢 献 す
る 新 機 能 次 世 代 ナノデバイスを 実 現 します。
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