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東北大学　グリーンクロステック研究センター

鈴木(研) 研究室

ひずみを手がかりに、グラフェンのセンサと樹脂と金属の界面の劣化を調べる研究室。

グラフェンナノリボンひずみ制御樹脂/金属界面

基板の上の微小な素子 — ※イメージ画像です。研究室で撮影したものではありません。

About研究室について

ひずみと界面から、センサと信頼性を探る。

鈴木研教授の研究室は、材料力学・機械材料の分野で、材料に加わるひずみや接合部の界面の変化を研究しています。
グラフェンナノリボンの形と内部のひずみを組み合わせて電子構造を設計し、ひずみセンサやガスセンサ、光センサに生かす研究をしました。
近年は、グラフェンに加えるひずみでガス分子の吸着挙動を制御する研究を、第一原理計算などで進めています。
いまはパワーデバイスの樹脂と金属の界面が、長く使ううちに剥がれていく仕組みの解明に取り組んでいます。
鈴木教授は、東北大学の研究者紹介ではグリーン未来創造機構グリーンクロステック研究センターの教授として載っています。

用語の説明

グラフェンナノリボン: グラフェンを細い帯の形にしたもの。形や加わるひずみによって電子の状態が変わる
バンドギャップ: 電子が持てないエネルギーの幅で、電気の流れやすさを左右する。グラフェンナノリボンではひずみで周期的に変わる
パワーデバイス: 電力の変換や制御に使う半導体部品。樹脂と金属の接合部の剥離を防ぐことが高信頼化に欠かせない

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Research研究テーマ

この研究室では、グラフェンナノリボンの形と内部のひずみを組み合わせて電子構造を設計し、センサに生かす研究をしてきました。いまは、パワーデバイスの樹脂と金属の界面が、繰り返しの熱応力のもとで劣化して剥がれていく仕組みの解明に取り組んでいます。

※イメージ画像

ひずみで設計するグラフェンセンサ

グラフェンナノリボンの形と内部のひずみを組み合わせてバンドギャップを制御し、電気伝導特性のばらつきを減らす手法を研究しました。ひずみセンサやガスセンサ、光センサを試作し、ひずみによるガスセンサの感度の向上や、疑似太陽光を当てたときの光電流の増加を確かめました。

※イメージ画像

樹脂と金属の界面の劣化

パワーデバイスで熱膨張の違いから起こる樹脂と金属の界面の剥離を、繰り返しの熱応力のもとで界面が化学的に変わり、接着力が時間とともに落ちていく過程として捉える研究に取り組んでいます。実験やX線計測、原子レベルのシミュレーションを組み合わせ、剥離を根本から防ぐ材料設計の指針を目指しています。

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Members教員

教授鈴木研

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テーマの自由度

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指導の手厚さ

自由にやらせるじっくり指導

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工夫してやりくり設備・資金が潤沢

メンバーの仲

それぞれ黙々とわいわい仲良し

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研究にどっぷり時間にゆとり

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研究室のミーティング-

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トップの画像：「Ideenwelt EM2862 - Weight sensor - Strain gauge-91926」 Raimond Spekking／CC BY-SA 4.0（トリミング）
ひずみで設計するグラフェンセンサ：「Strain gauge」 Cristian V.／CC BY 4.0（トリミング）
樹脂と金属の界面の劣化：「Nedap ESD1 - power supply board 1 - ON Semiconductor U」 Raimond Spekking／CC BY-SA 4.0（トリミング）
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