ネオビジネスマン考 ④

彦根藩二代当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救った
と伝えられる"招き猫"と、井伊軍団のシンボルとも言える赤備え。（戦
国時代の軍団編成の一種で、あらゆる武具を朱塗りにした部隊編のこと
）の兜（かぶと）を合体させて生まれたキャラクタ。愛称「ひこにゃん」。

                         


　　　　　　　　　  虚無僧に 吠えかかる 桐の花
                                                夏目 漱石

　　　　　　　　　　桐の花 老い迫れども 吾ゆかん
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     　　　　宇

　リブアイステーキ

ロングドライブがたたり彼女の左足の痛みが激しく治療・養生にはいる。
パート先の離職手続きを終え、近くのココス大藪店でお肉が食べたいと
いうので、お抱え運転手として同伴。二人で戴いたランチがこの「リブ
アイステーキ」部位としては霜降りではないが、サーロインよりかぶり
がなく、フィレより脂身が多いが筋肉が丁寧に切除されていれば上級品
となり大変おいしく頂けるが、ここもタッチパネル入力され入力要領が
分からず目も悪い、この眼精疲労は、スーパーマーケットなどの日用品
の購入にも影響しトラブルの元凶となり、疲労量に相乗するというわけ。
何とか工夫をしなけばと、俳句にその思いを認めておいた。


5月22日、株式会社矢野経済研究所は、パワー半導体の世界市場の調査を
実施し、市場概況や採用動向、個別メーカの設備投資計画や製品戦略を
明らかにした。ここでは、2030年までの世界市場規模予測について公表。
【展望】
2030年のパワー半導体の世界市場規模（メーカ出荷金額ベース）は 369
億8,000万ドルに拡大すると予測する。2024年以降も IoT （Internet of  Th-
ings）の 普及拡大、脱炭素社会実現に向けて、情報通信や民生、産業、
自動車の各分野でパワー半導体の需要は堅調に推移する見込みである。
特に、自動車分野は2026年～2028年頃に向けてEV（電動化）、ADAS/A
D（先進運転支援システム／自動運転）、E/Eアーキテクチャ（統合ECU
化による集中制御、車両におけるECUやセンサ、アクチュエータの設計・
構成）、IVI（次世代車載情報通信システム）、コネクテッドカーの開発
が同時に進んでおり、クルマ一台あたりのパワー半導体搭載金額が急激
に増加する見通しである。 SiCパワー半導体では、パワー半導体メーカ各
社の設備投資が活発化しており、各国による次世代半導体政策が強化される
ため、供給量は増加して搭載用途も広がる見込みである。 SiCパワー半導体
市場をけん引するのは、新エネルギー（太陽光/風力発電）機器やEV用インバ
ータ向けSiCパワーモジュールであり、特に2026年～2027年頃に投入される新
型EVにおいてSiCを適用したインバータの採用が進む見込みであり、バッテリ
容量が大きく800V給電システムを採用するハイエンドEV（高級・大型EV）向け
の需要が伸長する見通しである。2030年のSiCパワー半導体の世界市場は、
パワー半導体世界市場の17.4%を占める64億5,000万ドルに成長すると予測。

　　  　




Graphene Revolution


※グラフェンとして知られる驚くべき素材と、その未来への変革的な影
響について探る。二次元格子状に配列された炭素原子の単層であるグラ
フェンは、「驚異の素材」とされる優れた特性を備える。その強度、導
電性、柔軟性により、エレクトロニクス、エネルギー貯蔵、航空宇宙、
医療などの業界が再構築されている。この魅惑的な探求でグラフェンと
その応用の無限の可能性を切り開き高付加価値事業の扉を開こう。

 【再エネ革命渦論 126: アフターコロナ時代 325】

● 技術的特異点でエンドレス・サーフィング 　
特異点真っ直中 ⑧
レーザーを用い、グラフェン膜をナノ精度で加工
グラフェン膜の表面洗浄なども可能！


左図１．レーザー照射により穴あけ加工されるグラフェン膜のイメージ
図、右図２ (a) 実際のレーザー加工系の構成図。(b) グラフェン膜上に
32個のレーザースポットが形成される。(c) 多点穴あけ加工されたグラ
フェン膜の画像。穴が開かない程度の低いエネルギーのレーザーが照射
された領域を、高性能の電子顕微鏡で観察したところ、グラフェン膜表
面の汚染物が除去されていることが判明。


右図３、走査透過電子顕微鏡法で取得したレーザー加工したグラフェン
膜の画像。黒い領域は穴が開いている。白く写っているものは表面の汚
染物。


図４．高倍率で取得した透過電子顕微鏡法による画像。赤色の領域は穴
が開いている。青色の領域は汚染物。矢印で示した箇所に原子欠陥が存
在する。

グラフェンを利用するナノデバイスの開発を加速する要素技術！
5月29日、東北大学の研究グループは、フェムト秒レーザーを用い、グラ
フェン膜を100nm以下というナノ精度で加工することに成功したと発表。
レーザー照射の条件を調整すれば、グラフェン膜の表面洗浄や、数ナノメ
ートルの細孔および原子レベルの欠陥形成などに応用も可能となる。
【要点】
１．世界で最も薄い素材である炭素原子1層分のグラフェン膜を、レーザ
　ーで微細加工することに成功
２．レーザーの照射条件を調整することで、グラフェンの表面洗浄や、
　原子レベルの欠陥形成などにも応用の可能性があることを発見
【概要】
優れた物理特性をもつことから「夢の素材」として知られるグラフェン
----2004年に初めて原子1層のグラフェン膜が単離されて以来、次世代の
半導体素材として盛んに研究がなされ、グラフェンを使ったトランジス
タ、透明電極、センサーなどの実証が報告されてきたが、これらのデバ
イスを社会実装に導くには、グラフェン膜をマイクロメートル（マイク
ロ＝100万分の1）からナノメートル（ナノ＝10億分の1）のスケールで効
率的に加工する技術を必要とする。マイクロ/ナノスケールの素材加工・
デバイス製造には、一般的にナノリソグラフィや集束イオンビーム法が
用いられる。しかし、これらの手法は装置が大掛かりであったり、加工
/製造に長い時間を要したり、操作が困難であったりと、基礎研究・開発
の現場では利用しづらいものでした。また、グラフェンデバイスの性能
は僅かな表面状態の変質によって大きく変化するため、化学的な修飾や
結晶構造の大きな乱れが生じやすいこれらの手法の適用には限界があっ
たが、従来のナノ技術注2では論文などで提案される種々のグラフェンデ
バイスを効率的に作製することは困難。これはグラフェンが極限的に薄
いシート状の素材であり、また、表面の汚染や構造の変質に敏感で、デ
バイスの特性を損なわずに加工・製造困難であった。東北大学多元物質
科学研究所の上杉祐貴助教、小澤祐市准教授、佐藤俊一教授、大学院工
学研究科知能デバイス材料学専攻の門口尚広大学院生（研究当時）、同
専攻の小林哲郎大学院生、金属材料研究所の長迫実助手らの研究グルー
プは、フェムト秒レーザー注3を使って炭素原子1層分の厚さからなるグ
ラフェン膜を、100ナノメートル（ナノ＝10億分の1）以下の精度で加工
することに成功。また、レーザー照射したグラフェン膜を高性能の電子
顕微鏡注4で観察したところ、表面の汚染物が除去され、数ナノメートル
の細孔や原子レベルの構造変化を生じさせることができることを発見す
る。研究グループは、これまでに厚さ 5～50ナノメートルのシリコン系
薄膜を、フェムト秒レーザーを使って微細加工する独自技術の開発。
この手法を極限に薄い原子１層分のグラフェン膜に適用することで、膜
を破損することなく、多点穴のパターニング加工を施すことに成功（上
図1, 2）。レーザーのエネルギーと照射回数を適切に制御することで、
使用したレーザーの波長（520ナノメートル）よりも小さな直径70ナノメ
ートル程度の微細穴から、原理的には直径1ミリメートル以上の開口まで、
自在な加工を施すことができると考えられる
これらの知見は、グラフェン素材のエンジニアリング手法の確立に役立
つとともに、次世代半導体産業や量子科学産業の開拓を加速する研究成
果である。
【関連論文】
タイトル： Nanoprocessing of self-suspended monolayer graphene and defect
　　　　　　　　formation by femtosecond-laser irradiation
著者： Naohiro Kadoguchi^*, Yuuki Uesugi^*, Makoto Nagasako, Tetsuro Kobayashi,
　　　　　 Yuichi Kozawa, Shunichi Sato
*責任著者： 東北大学大学院工学研究科知能デバイス材料学専攻 修士課
程学生　門口尚広（2023年3月修了）, 東北大学多元物質科学研究所　助
教　上杉祐貴
掲載誌： Nano Letters
DOI： 10.1021/acs.nanolett.3c00594

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2021.9.22 田中貴金属

IDTechEx の最新レポート
「Sustainable Electronics Manufacturing: 2023-2033 」では、
プリント基板 (PCB) や集積回路 (IC)の製造における環境への影響が、
革新的な材料の選択と加工方法によってどのように削減できるかを検討
。これには、低温処理の実施、余分な無駄なステップの排除、可能な場
合には材料のリサイクルと再利用、長期的な可能性が予見される新しい
アプローチの採用が含まれ、IDTechEx は、10 年以内に PCB の 20% が、
ドライ エッチング、印刷、低温はんだコンポーネントの取り付けなどの
より持続可能な方法を使用して製造されるようになると予想する。この
レポートでは、サムスン、IBM、インテル、東芝、アップル、デルなど、
多くの有名電子機器メーカーが費用対効果が高く持続可能な対策を講じ
るために何を行っているかを調査。

この調査で取り上げる持続可能な製造方法 このレポートは、エレクトロ
ニクス製造の持続可能な方法を評価し、プリント基板と集積回路内の革
新に焦点を当てる。また、持続可能なイノベーションがフレキシブル エ
レクトロニクスの新時代をどのように推進できるかを評価し、効果的な
長期持続可能性の向上を実現できるさまざまな材料と製造プロセスを取
り上げる。さらに、PCB および IC 製造のバリューチェーンの各主要段
階をカバーし、イノベーションから恩恵を受けることができる領域を特
定。これらは、排出量、材料、水の消費量だけでなく、実装の拡張性と
コスト効率の観点からも比較。分析では次の領域を網羅。


『目次』
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1. 全体概要 2. はじめに 3. 市場見通し 4. プリント基板の最新持続可
能な製造手法 4.1. デザインのオプション 4.2. 基板の選択肢 4.3. パ
ターン形成と金属被膜化 4.4. 構成部品接合 4.5. 耐用年数 5. 集積回
路の持続可能なイノベーション 5.1. ウェハー作製 5.2. 酸化膜形成
5.3. パターン形成と表面ドーピング 5.4. 金属被膜化 5.5. 耐用年数
6. 企業概要


図１．
繰り返し充放電が可能な全固体空気二次電池
放電速度15Cの発電実験で、30回繰り返し充放電を確認
5月19日、山梨大学と早稲田大学の研究グループは、繰り返し充放電が可能
な「全固体空気二次電池」を開発した。酸化還元反応する有機化合物とプロト
ン伝導性の高分子薄膜を組み合わせ実現。空気二次電池は、空気中の酸素
（正極活物質）と金属（負極活物質）、イオン伝導性の電解質からなる。他の二
次電池に比べ、極めて高い理論エネルギー密度を持つ。ただ、液体電解質を
用いると液体の漏れや蒸発、発火などの心配がある。また、酸素や水分により、
負極活物質が劣化することも課題となっていた。 　
【要点】
１．水素イオン（プロトン）を可逆的に取り込みできる有機化合物とプロトン伝
　導性の高分子薄膜を組み合わせて、繰り返して充放電できる全固体空気二
　次電池を開発
２．本研究で開発した全固体空気二次電池の概念図。負極活物質にジヒドロ
　キシベンゾキノンまたはその高分子体、電解 質膜にプロトン伝導性高分子
　ナフィオンを用いることで、薄型で安全な全固体空気二次電池を構築出来る。 
　一定速度（放電レート15C）における発電で、30 サイクル繰り返し充放電可能
　なことを確認
３．小型軽量で液漏れや発火の危険性がなく折り曲げても使える可能性があ
　るため、モバイル機器な どへの応用が期待できる

(1)これまでの研究で分かっていたこと
繰り返し充放電が可能な二次電池は携帯機器や電気自動車など様々な分
野に応用されており、小型軽量化、高容量化、低コスト化を目指した研
究が世界的に活発に進められています。なかでも正極の活物質に空気中
の酸素を使う空気二次電池は、他の二次電池と比べて著しく高い理論エ
ネルギー密度を持つことから注目を集めている。これまでの空気二次電
池は負極活物質としてリチウムなどの金属、電解質として非水系の有機
電解質溶液が主に用いられているが、負極活物質の劣化や電解液の漏れ
出しなど多くの課題がある。固体電解質を用いた全固体空気電池も提案
されているが、負極の課題は解決されていない。最近、負極活物質に酸
化還元活性な有機化合物を用いた空気二次電池がいくつか開発された（
Li et al., Chem, 5, 2159-2170, 2019: Oyaizu et al., Chem. Commun., 56, 4055-4
058, 2020）が、高分子電解質膜との組み合わせによる全固体空気二次電
池はこれまで存在していませんでした。

(2)今回の研究で新たに実現しようとしたこと、明らかになったこと


図２． 本研究で開発した全固体空気二次電池の概念図。負極活物質にジヒド
ロキシベンゾキノンまたはその高分子体、電解質膜にプロトン伝導性高分子
ナフィオンを用いることで、薄型で安全な全固体空気二次電池を構築出来る。
尚、Cレートとは、充電及び放電のスピードのことです。定電流充放電測定の
場合電池の理論容量を1時間で完全充電（または放電）させる電流の大きさを
1Cと定義する。

有機化合物を用いた電極と固体電解質から成る空気二次電池に挑戦しした。
負極活物質としてプロトン伝導性高分子薄膜（ナフィオン）、正極として白金触
媒を含むガス拡散電極（活物質は酸素）を組み合わせた全固体空気二次電池
の可能性を検討し、その結果、原理の実証に成功した。

(3)今回、新しく開発した手法
負極活物質であるジヒドロキシベンゾキノンの酸化還元反応を促進し、
電解質膜との界面でのプロトン移動を円滑に進めるために、電子伝導性
材料（カーボン粉末）とプロトン伝導性高分子（ナフィオン）を混合し
た負極構造を設計・構築した。電流電位測定により負極での反応とその
可逆性を確認し、充放電、レート特性、サイクル特性を評価した。さら
にジヒドロキシベンゾキノンを高分子化したところ負極活物質の利用率
が40％以上向上し、全固体空気二次電池の容量も８倍以上向上すること
を見出し。
本研究により開発した「全固体空気二次電池」は繰り返して充放電する
ことができ、一定速度（放電レート15C）における発電で、30 サイクル
充放電可能。

図３．高分子化したジヒドロキシベンゾキノンを負極活物質に用いるこ
とにより30回繰り返して安定に充放電出来る（クーロン効率は充電容量
に対する放電容量の比率

(4)研究の波及効果や社会的影響
リチウムイオン二次電池の性能や耐久性は日々向上しているが、リチウ
ム資源は限られており、また、液体電解質を用いた課題（漏れ出し、蒸
発、発火の危険性など）は本質的に解決が困難です。本研究で開発した
全固体空気二次電池は安全な有機レドックス化合物とプロトン伝導性高
分子薄膜を用いており、これら物質はそもそも水分が含まれた状態で用
いており水や酸素で電極が劣化することが無く。極めて安全性に優れて
いる。また、高分子化合物の特徴を活かしてフレキシブルなデバイスに
できる可能性もあります。今後、構成材料の高性能化・最適化や耐久性
などを改善することで。携帯電話や小型電子デバイスなどモバイル機器
用電源としての応用が期待される。

研究グループは今回、有機化合物を用いた電極と固体電解質から成る全
固体空気二次電池を開発することにし、負極活物質として有機レドック
ス化合物（ジヒドロキシベンゾキノンおよびその重合体）を、電解質と
してはプロトン伝導性高分子薄膜（ナフィオン）を、正極には白金触媒
を含むガス拡散電極（活物質は酸素）をそれぞれ用いた。 具体的には、
負極活物質の酸化還元反応を促進し、電解質膜との界面におけるプロト
ン移動を円滑に行うため、電子伝導性材料（カーボン粉末）とプロトン
伝導性高分子（ナフィオン）を混合した負極構造としている。

【関連論文】
雑誌名:Angewandte Chemie International Edition
論文名:All-Solid-State Rechargeable Air Batteries Using Dihydroxybenzoquin-
one and Its Polymer as the Negative Electrode
DOI:10.1002/anie.202304366


5月18日、NTTアノードエナジー株式会社と有機系太陽電池技術研究組合は、
建物構造の制約や耐荷重で、太陽光発電を導入できないといった課題を改善
するため、ペロブスカイト太陽電池を用いた太陽光発電システムに関する共同
研究を、有機系太陽電池技術研究組合（以下、RATO）と4月から開始した。ま
た、ペロブスカイト太陽電池システム構築に必要なエンジニアリング技術の早
期獲得を図り、普及拡大を推進することで地方自治体、企業のカーボンニュー
トラル実現に貢献する。
【背景】
2050年のカーボンニュートラル実現に向け、太陽光発電や風力発電の導
入拡大が期待されています。そうした中、太陽光発電の主流となってい
るシリコン系太陽電池は耐荷重や建物構造の制約で、一部の建物では導
入できないといった課題がある。ペロブスカイト太陽電池は、軽量かつ
柔軟性が高い特長から、この解決策として注目され、また、日本政府が
主導するGX実行会議(2022年12月27日) ※4において、ペロブスカイト太
陽電池の2025年までの技術確立および早期社会実装が議論されるなど、
官民を挙げての研究・開発が進んでいるが、太陽光発電システムとして
の研究開発事例が少なく、社会実装に向けてのエンジニアリング技術の
確立は必要不可欠となっている。 NTTアノードエナジーは、ペロブスカ
イト太陽電池の研究・開発に取り組む複数企業で構成されているRATOに
参画し、太陽光発電の構築などに関するノウハウを共同研究に生かすこ
とで、新たな太陽光発電システムの開発に協力していく。
【展望】
ペロブスカイト太陽電池は、耐荷重や建物構造の制約でこれまで太陽光発電
パネル（設備）の設置が難しかった公共施設や都市部の建物等への導入が期
待でき、またNTTアノードエナジーは、今回の共同研究で獲得した技術や知見
を活用し、ペロブスカイト太陽電池の社会実装を通じて、地域におけるエネル
ギーの地産地消を含む再生可能エネルギーの普及拡大をさらに推進し、2050
年カーボンニュートラルの実現をエンジニアリングでも支援していく。



世界最高性能の日射遮蔽膜を開発
世界最高性能の日射遮蔽膜＝ 近赤外反射率53%と太陽熱カット
5月22日、名古屋大学の研究グループは，高い近赤外反射性能をもつ新
しい透明導電体ナノシート（Cs_2.7W₁₁O_35−d）を発見し，これをガラス上に
コートすることで，世界最高性能の近赤外反射率53%と遮熱効果を示す
日射遮蔽膜（太陽熱カットフィルム）の開発。
【要点】
１．高い近赤外反射性能をもつ透明導電体ナノシーを発見
２．ナノシートコートガラスで世界最高性能の近赤外反射率53%と太陽熱
　カットを実現
３．建築物、自動車の高性能遮熱エコガラスへの応用


【概要】
ITOなど従来の日射遮蔽膜は，希少金属の利用やの製造コストなどの問題
がある。また，近赤外光吸収による遮蔽効果の特性向上には，膜厚やキ
ャリア濃度を増大させる必要があり，可視光透過性が低下するというト
レードオフの問題点があった。研究グループは，高い近赤外反射性能を
もつ新しい透明導電体ナノシート（Cs_2.7W₁₁O_35−d:dは酸素欠陥量）を発見，
環境にやさしい水溶液プロセスにより世界最高性能の日射遮蔽膜の開発
に成功し，上記の問題点を一掃した。 層状構造を持つ酸化タングステン
の層状構造を層1枚までにバラバラに剥離することで，酸化タングステン
ナノシート（Cs_2.7W₁₁O₃₅）を合成。ナノシートは，水に分散したコロイド
水溶液として合成できるため，室温，水溶液プロセスで薄膜を製造でき
る。 研究グループで開発した高速・液相薄膜作製法（単一液滴集積法）
で単層膜を作製。単層膜作製の操作を繰り返すことで，ナノシートの厚
み単位で膜厚を精密に制御した多層膜を作製した。 作製したCs_2.7W₁₁O₃₅
ナノシート単層膜，多層膜は透明半導体であり，透明導電体の利用のた
め，酸素欠陥の導入によるキャリア注入を試み，酸素欠陥が導入された
還元型ナノシート膜（Cs_2.7W₁₁O_35−d）を作製した。 この還元型ナノシート
膜の表面層へのキャリア注入が実現し，膜厚1−50nmの超薄膜ながら，ITO
に匹敵する優れた導電性（シート抵抗:2.2×10²Ω/☐)を示すことを確認
した。また，優れた近赤外反射特性と可視光透過性を示し，膜厚（積層
数）とともに近赤外反射特性が向上することを確認した。特に，膜厚50
nm（積層数20層）の超薄膜は，高い可視光透過率（71%）を維持しつつ，
世界最高性能の近赤外反射率53%を実現した。検討の結果，金属−半導体
ヘテロ構造が重要であり，表面の金属層（キャリア注入層）で効率的に
近赤外光が反射されていることが明らかになったという。夏場にサーモ
グラフィによる遮熱試験を行なったところ，還元型ナノシート膜では，
ナノシートコートなしの石英基板に対してマイナス16℃という優れた遮
熱効果を確認した。研究グループは，開発した日射遮蔽膜は，建築物，
自動車の窓ガラスに適用することにより，冷房負荷削減，空調の省エネ
ルギー化を実現するキー技術としての発展が期待されるとしている。
【関連論文】
雑誌名：ACS Nano
論文タイトル：Gigantic Thermal Shielding in 2D Oxide Nanosheets
著者：Hirofumi Tsunematsu, Yue Shi , Eisuke Yamamoto , Makoto ､Kobayashi
Tomohiro Yoshida, Minoru Osada 　
DOI:10.1021/acsnano.3c00815
URL:https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.3c00815

風蕭々と碧いの時代


John Lennon　Imagine

【J-POPの系譜を探る：1997 年代】





あいみょん 愛の花

● 今夜の寸評：（いまを一声に託す）立つ鳥跡を濁さず
It is simply common courtesy to clean up after yourself;
a bird does not foul the nest it is about to leave;
on leaving a place、one should see that all is in good order.
➲　Leave everything neat and tidy when you go.



無理が祟って、彼女の足の痛みが酷くなり。負荷を懸けられなくなる。
その後様態と行動をみていて、諺・箴言が過ぎる。