2011年度サイエンス・マイスター副専攻春学期授業「高度科学技術入門」、「科学体験学習1」実施報告

サイエンス・マイスター育成プログラム
「サイエンス・マイスター副専攻」

2013年度実施授業
春学期:







秋学期:

透明導電性材料の基礎と最前線

講義概要


沖村邦雄先生(工学部電子電気工学科、教授)による透明導電性材料の基礎と最前線の講義が行われました。導電性を持つ材料の代表に金属がある。金属は自由電子の存在により、導電性以外にも金属光沢、塑性加工性を持つが透明ではない。一方透明材料として代表的なものにガラス(二酸化ケイ素;SiO2)がある。光の可視域に対して高い透過性をもち、電気抵抗が高いなどの特長を持つ。金属とガラス、二つの特性を持つ材料、それが透明導電性材料である。代表的なものはITOと呼ばれるインジウム酸化物に錫を混ぜたものである。これらは太陽電池やディスプレイなど、多くの分野で用いられている。講義では、テスターを用いて導電材料、ガラス、Siウェハーなどの抵抗値を実際に測定し、導電性を確かめることにより理解を深めました。

<講義の様子>

学生の感想


太陽電池には透明導電膜が必要となっていることや、液晶ディスプレイなどに使われているなど身近に透明導電膜が使われていることに驚いた。

(1年生:S君)



自由電子が光を吸収して同じ波長の光を放出するため、金属は光を反射し光沢がでるという仕組みを初めて知った。また、透明導電性材料は太陽電池や薄型ディスプレイなど、身近なものに多く使用されていることを知れてよかった。

(1年生:Sさん)



私の学科の授業でちょうどInの重要性について学んだところだったので、そのIn2O3などの透明導電膜がどのような仕組みでできているかの条件が知れたので参考になりました。また透明導電膜は今後も注目されていくようなので自分がそのような分野の研究を行って研究してみたいと思いました。

(2年生:K君)



透明導電膜の話は何度か聞いたことがあったが、実際に見たのは今回が初めてだった。金属なのに透明というのが不思議だったけど、完全に透明というわけではなく、少し色がついていることが分かった。また光を透過するのは可視広範囲だけでいいというのも初めて知って驚いた。

(2年生:Tさん)



半導体の中での光の反射・吸収の話は難しかったが、透明で電気を通す材料を見ることができたので、とても興味深かったです。太陽電池の開発などには必ず必要であることは知らなかったです。

(2年生:N君)

実験


今回の講義は、講義の後半に3回目の実験実習(分析装置体験)の時間がありました。前回と同じグループに分け、前回とは違う装置をそれぞれ見学しました。
グループAはX線回折装置(XRD)/蛍光X線顕微鏡(XRF)を行い、物質の結晶構造の原理を話し、XRDで実際に結晶構造の分析をしているところを見学した。XRFでは小判(偽)を用いて、元素分析を行った。
グループBは核磁気共鳴分析装置(NMR)を行い、実際に測定しているところを見せたり、スペクトルの解析を行ったり致しました。
グループCは光学顕微鏡/走査型電子顕微鏡(SEM)を行い、光学顕微鏡で携帯電話の液晶画面の観察などを行った。SEMでは髪の毛等身近な物や、蛍光体(粉末)など、光学顕微鏡では見ることのできない、小さなものでも観察できることを実際に操作して体験した。 今回は新しく、アリや蚊を追加し、授業終了後には他のグループも見学した。

<実験の様子>

学生の感想


実験がありわかりやすい授業でした。もう少し長く講義して欲しいと思いました。走査型電子顕微鏡と光学顕微鏡に触れ、TAさんに良くしてもらい光学顕微鏡で試料の撮影をさせてもらえました。

(1年生:H君)



今回は実験や見学があってとても良かった。実際に院生の方々から装置の扱い方や注意点など普通ではきけないような話を聞けて大変勉強になりました。

(2年生:K君)

東海大学
社会の多様な場で活躍するサイエンス・マイスター育成プログラムは 文部科学省の公募事業で
ある「理数学生応援プロジェクト」で 東海大学が平成22年度に採択された育成プログラムです。
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