Materials Design Center

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开发一种革命性的制造低成本、高生产率、高质量透明导电薄膜的方法

基于我们的设计方法的开创性材料设计领域，用于解决与宽带隙半导体、氧化物半导体的电特性、光学特性和磁特性控制方法 (EOM) 相关的问题。

持续关注商业化的研发

材料设计中心的三大目标

  1. 通过研究和开发具有高潜力的设备来支持这些材料的创新工作（例如薄膜制造设备），对 21 世纪材料进行开拓性工作。
    持续的工作是必要的，因为尽管用于半导体的硅 (Si)、氮化镓 (GaN) 和氧化铟锡 (ITO) 材料已经支撑了 20 世纪的工业，但仍有一些问题需要解决，例如薄膜制造的高温、资源稀缺和高成本。
  2. 为了解决这些问题，我们正在使用系统的方法和方法来控制财产，而不是部分依赖偶然成功的通常方法。
  3. 进行商业化的研发，我们正在与公司合作并发展我们自己的合作方式。

通过找到行业重要成功因素（例如低成本和低功耗）之间的强相关性；以及研发的重要成功因素，我们将能够消除基础研究和实践研究之间的界限，最终形成能够持续发挥研发前沿作用的设计基础。

实现这一目标的一个典型案例是开发使用氧化锌（ZnO）作为材料的透明导电薄膜。

将显示器价格降低一半的技术

在透明导电薄膜的应用中（例如用于液晶显示器、等离子显示器和薄膜太阳能电池），使用氧化铟锡（ITO）。然而，铟是一种极其昂贵且稀有的材料。 Yamamoto 教授将注意力集中在氧化锌 (ZnO) 作为 ITO 的替代品上。与铟相比，锌来源广泛且价格低廉，理论上在电阻和磁导率等特性上几乎与铟相当。

山本教授组织了一个产业-政府-学术界联盟，并进行了反复实验，利用等离子体能量和增强设备将氧化锌分子层压到玻璃基板上。最终他成功了，在世界上第一个生产出了大尺寸的ZnO透明导电薄膜（一米见方），其容量可与ITO透明导电薄膜相媲美。预计他的方法最终将把生产成本降低到目前水平的一半以下，因为膜生产可以在比其他技术更低的温度下完成。

目前，该中心作为日本科学技术振兴机构的一项本地合作联合研究项目，与卡西欧计算机等公司进行研究和开发，旨在开发氧化锌的进一步应用。

来自中心主任

在研究和开发中，以“系统”政策进行研究始终很重要，而不是在整个出现、成长和扩展以及成熟阶段期望偶然成功。例如，该中心的一个特点是，它一直在开创一种体现建设性概念的方法，同时进行研究和开发，以实现使用氧化锌的P型半导体。

在不久的将来，我打算通过实验证明我所开发的“同时兴奋剂理论”的有效性。同时掺杂可以通过系统地掺杂受体和施体来控制介电常数和有效质量等。该方法有望在半导体领域以及其他领域得到应用。

山本哲也教授
材料设计中心主任

Materials Design Cetner HP（日语）