グローバルナビゲーションを飛ばして本文へ

グローバルナビゲーションを飛ばしてローカルナビゲーションへ

グローバルナビゲーションを飛ばしてフッターへ

フォントサイズ:

精密物質学科 | 国立大学法人 和歌山大学 システム工学部

精密物質学科 用語集

用語をクリックすると説明文にジャンプします。

目次

前のページへ戻る

イオン性金属酸化物

 金属の酸化物は、多くの場合、電気的に中性の物質です。しかし、たとえば過マンガン酸イオンや二クロム酸イオンなどのように、金属と酸素からできている化合物であるにもかかわらず負の電荷をもつ物質があります(正の電荷をもつ物質もあります)。これをイオン性酸化物といいます。

エレクトロニクス

 電子工学または電子技術ともいって、半導体などの中の導電現象を応用した装置や応用技術のことを指します。
 また、小形化の程度が進んだ電子回路が実現されており、そのような装置や関連した技術を、総称でマイクロエレクトロニクスといいます。
 また、光が関係するエレクトロニクスを光エレクトロニクスまたはオプトエレクトロニクスといい、発光素子、光・電気変換素子、レーザー等の応用があります。

拡張超原子価結合

 周期表の15~18族の元素を中心原子とする分子あるいはイオンでオクテット(8個を意味する)を超えた数の原子価電子をもつ化合物を超原子価化合物といいます。これまで3中心4電子結合が超原子価結合としてよく研究されてきました。私たちは3中心以上の超原子価結合を見出し、それらを拡張超原子価結合と命名しました。

金属触媒

 実験室や化学工業では、欲しい物質を早くきれいに作り出すために、それぞれの反応を促進するための「触媒」を使います。触媒を形作る物質にはいろいろなものがありますが、金属や金属イオンを含む物質がほとんどを占めています。「金属触媒」は、その中でも特に金属単体をそのまま用いた触媒を表わします。

前のページへ戻る

金属過酸化物集積体

 原子や分子、イオンは単独でも様々な性質をもっていますが、たくさんの原子・分子・イオンを集めて「固まり(集積体、あるいはクラスターといいます)」を作ることで独特な性質を示すようになります。金属過酸化物集積体は、金属の過酸化物(金属に過酸化物イオンが配位したもの)を集めて「固まり」を形成させたものです。

蛍光材料

 蛍光インクなどに使用されている蛍光を発する染料などが蛍光材料です。蛍光とは、(染料などの)物質が紫外線などの光を吸収して、独自の色彩で発光する現象です。
 蛍光灯も、水銀灯の表面に、水銀の発する紫外線を吸収し蛍光として可視光線を発する物質を塗布したものです。
 このほかに、燐光材料というものがあり、一般に蛍光に比べて、紫外線を吸収しなくなっても、ぼーっと長く光っているものを指します。難しく言うと、蛍光と燐光とでは、発光の元になっている電子遷移が一重項と三重項とで違います。

原子間力顕微鏡

 原子間力顕微鏡は、走査型プローブ顕微鏡の一種で、試料表面の観察に用いられる装置です。プローブ(極めて微細に加工された針)で試料表面のごく近傍を接触せずになぞると、針と表面との間の「原子間力」に応じて、プローブがたわむ現象を利用しています。
 原子数個分の大きさに相当するナノメートル(10-9m)レベルの起伏も画像化することができます。また針と表面を接触させて、摩擦力を測定できる機能も備えています。

前のページへ戻る

光学異性体

 右手と左手は同じような形をしていますが、全く同じものではなく、右手を鏡に映すと、それは右手ではなく左手と同じものになります。
 分子の世界でも、このように鏡に映すと元の分子と同一にはならず、重ね合わせることができないものが存在します。このような分子は光学異性体(鏡像異性体)と呼ばれています。
 光学異性体は、沸点、融点や溶解性といった物理的性質は同一なのですが、生体内での働きが異なるため、医薬品などでは一方の異性体のみをつくりわける必要があります。(参考:不斉合成反応

触媒

 化学反応を促進するための補助的な薬品のことを言います。それ自身は化学反応の前後で変質しませんが、欲しい物質を早くきれいに作り出すために使います。(参考:金属触媒光触媒

集積回路

 英語Integrated Circuitの頭文字をとって、IC(アイシー)とも呼ばれます。数多くの超小形素子が一つの基板上に一体的に作り込まれている電子回路のことを示します。半導体材料としては主にシリコン(ケイ素Si)が使われます。
 さらに、多数の部品を集積化した集積回路は、大規模集積回路、あるいは、LSI(エルエスアイ)と呼ばれます。マイクロプロセッサやメモリ等はLSIの一種ですが、これらのおかげで高機能・高性能の電子機器が実現されています。

前のページへ戻る

セメスタ(ー)

 前期・後期の2つの学期に分けて授業履修と単位認定が実施されていて、その半期をセメスタ(ー)とよんでいます。セメスタには順番が付いていて、入学してすぐに第1セメスタの授業を受け、試験をして夏休みを過ごした後、10月からは第2セメスタの授業を受けます。各セメスタごとに成績が通知され、4年間で第8セメスタまでを履修して卒業することになります。

センシング

人間の感覚に代わって、温度やにおい、振動、力などを検知するものをセンサーと呼びます。種々のセンサーを利用して、温度、音、圧力などの物理量やガスの種類などを計測し、判別することがセンシングです。種々の物理量は、多くの場合、電気信号に変換され、記録されます。

走査型プローブ顕微鏡

 鋭くとがらせた針(=探針、プローブ)で固体の表面を2次元的になぞる(=走査する、スキャンする)ことにより、固体表面の凸凹の様子を調べ画像として見せる顕微鏡のことです。
 今日、分解能が原子レベルにまで到達しているので、"原子や分子の像"を見ることも可能になってきています。プローブと試料との間に流れる電流値を測定したり、プローブをたわめる力を測定したりと、幾つか異なる原理に基づく顕微鏡がある。(参考:原子間力顕微鏡

ソフトマテリアル

 私たちの筋肉や皮膚などのような、柔らかで、外からの刺激により形や性質が変わるものがソフトマテリアルです。主に有機物から合成されます。

前のページへ戻る

大学院

 大学院は大学を卒業しても引き続き勉強をするためのところで、めざす研究に専念します。和歌山大学におけるシステム工学研究科では、視野の広い技術者・研究者を養成するため、特定の専門に偏らない広い分野の最先端の講義を受講できます。
 普通は2年間の大学院博士前期課程を修了すると修士(工学)の学位を、さらに3年間の博士後期課程を修了して審査に合格すると博士(工学)の学位が授与されます。
 さらに本学では、優秀な成績を修めた学生は、このように固定された博士前期課程と後期課程の修学期間に縛られず4年間で博士(工学)の学位を取得することもできる、いわゆる飛び級のシステムも用意されています。
 多くの学生が大学院博士前期課程を修了し、企業の研究開発の最先端で活躍しています

ダイナミクス

 自然科学では,物の動く様子(即ち“運動”のこと)をダイナミクスと言います。つまり、時間の関数として運動を捉えると言うことです。例えば,“分子ダイナミクス”(=分子の運動)のように用います。

単分子センシング

 たった一個の分子について計測する(センシング)ことです。
 一個の分子に作用する力は極めて微弱です。しかし、ナノテクノロジーの世界では、個々の分子の機能を引き出す必要があり、そのためには、一個の分子に作用する力を詳しく計測する必要があります。
 最近では、原子間力顕微鏡など、極めて高感度に一対の分子間に働く相互作用を検出できる測定機器が開発されています。

前のページへ戻る

超格子

 金属など身の回りの物質を細かく見ると、1オングストローム(=10-10m)程度の間隔で原子が規則的に並んでいます。これを結晶格子と呼びます。そのような天然の格子とは別に、1マイクロメートル(=10-6m)程度の間隔の周期構造を、結晶中に人工的に作ることができます。これを超格子といいます。

導電性物質

 電気をよく通す物質のことを指します。金属はもちろん導電性物質ですが、金属以外にも導電性物質が存在します。例えば身近なところではグラファイト(純粋な炭素、鉛筆の芯)がそうであるし、今日では種々の元素や化合物を組み合わせて、金属元素を含まない導電性物質を作ることも可能となっています。

トランジスタ

 電気信号を増幅する機能をもつ半導体素子のことを指します。シリコン(ケイ素Si)のほかGaAsなどが半導体材料として使われています。
 トランジスタには、電子(負電荷)と正孔(正電荷)がともに動作に関与するバイポーラトランジスタと、どちらか一方だけが関与するユニポーラトランジスタがあります。

ナノ

 ある単位の10-9倍(=0.000000001倍、10億分の一)の量であることを示します。たとえば長さの単位m(メートル)の前にnをつけるとnm(ナノメートル)です。1nmは原子数個分の大きさにあたります。(参考:ナノサイエンスナノテクノロジー

前のページへ戻る

ナノサイエンス

 ナノメートルのスケールでおこる原子や分子の働きや配列が、電子デバイスや化学物質の機能を決める鍵となっています。このようなナノスケールの空間で起こる物質の働きや構造あるいはその原理を理論計算や実験により突き止めていく学問領域をナノサイエンスと定義しています。
 ナノテクノロジーとナノサイエンスが互いに協力し合うことで、より優れた機能や能力を持つ電子デバイスや化学物質の開発を進めていきます。

ナノテクノロジー

 ナノテクノロジーのナノは1メートル(m)の10億分の1(10-9)を意味するほどの極微細な世界を表す言葉として一般に使用されています。私たちは、この非常に細かなスケールで原子や分子を思い通りに配列・操作して、新たな機能を持つ材料やデバイスを作り出すことを目指しています。今後は急速にバイオテクノロジーやIT技術に基づく産業が発展することは明らかですが、これらの基盤となる技術がナノテクノロジーです。
 ナノテクノロジーとナノサイエンスが互いに協力し合うことで、より優れた機能や能力を持つ電子デバイスや化学物質の開発を進めていきます。

半導体

 金属(導体)と絶縁体(不導体)との中間の抵抗率を持っていて、流れる電荷の量がある温度領域で温度上昇とともに増加する物質を指します。
 微量の不純物を添加することにより、電子密度を増加させ導電性を高めた半導体をn型半導体と呼び、正孔(正に帯電したキャリア)密度を増加させ導電性を高めた半導体をp型半導体と呼びます。
 型の異なる半導体どうし、または金属、絶縁体などと組み合わせて、トランジスタをはじめ、さまざまな機能を持った電子素子、光電子素子が作製され、電子回路・装置に組み込まれ利用されています。

半導体素子

 半導体で作られた素子のことです。素子とは、電気回路や電子回路を作るときのそれぞれの部品のことです。素子はデバイスとも言われます。ダイオード、トランジスタ、デジタル回路のANDゲートやORゲートなど、そして発光ダイオードや半導体レーザーも半導体素子のなかまです。

前のページへ戻る

半導体ナノ構造

 原子10~100個分程度の厚さしかない薄い膜や、一辺の長さが原子10~100個分しかない小さな箱を、原子数個分の誤差で作りこんだ構造のことです。このような小さな構造に電子を閉じ込めると、電子は自由に動けなくなり、変わった性質を示すようになります。

光触媒

 光を吸収することにより触媒作用を示す物質のことを指します。今最も有名な光触媒は酸化チタン(TiO2)で、酸化チタン粉末を水中に入れて紫外線を当てると水の分解反応が進行し、水素と酸素に分解されます。水を酸素と水素に分解するほどの酸化作用をもっているので、有害物質の分解などもでき、とても注目されています。

光メモリー

 CD-RやDVD-Rなどで実現されているように、光で物質に「印」を付けて、0/1の記録機能を実現させるもののことを指します。この「印」は、光を微少領域に照射することで物質の構造が局所的に変わって「刻印」されます。ディスク上に並んでいる、印「1」と「刻印」されていないところ「0」の並び方を、光の反射率の違いなどを利用して読み出すことができます。

不斉合成反応

 不斉合成反応とは、光学異性体を作り分ける合成方法のことで、特殊な触媒(不斉触媒)などを使うことにより、目的の異性体だけを高い純度で効率よく作り分けることができます。
 2001年に野依良治教授がノーベル化学賞を受賞されましたが、受賞理由は多彩な不斉合成反応の分野を開拓したことでした。

分子認識化学

 分子認識とは、分子が分子を認識する現象のことです。
 例えば、鍵と鍵穴の関係にしばしば例えられる酵素と基質の関係は、まさしく分子認識によるものです。タンパク質の一種である酵素は、わずかに構造が異なる一連の化合物の中から、目的の基質を高い選択性で認識することによって、その基質だけに反応を起こさせることができます。その結果、酵素は高い選択性で目的化合物を生成することができます。その他にも、生体膜は無数の物質の中から生体に必要な物質を認識して選択的に取り込んだり、逆に不要な物質を排出したりする機能があります。
 この分子認識を応用すると、特定の分子にだけ特異的に反応する分子を作製してセンサーとして利用したり、特定分子の定量に用いたりすることができます。このように、分子認識はナノテクノロジー、バイオテクノロジーにおいて今後の鍵を握る概念の一つと考えられています。

マクロ

 巨大なものという意味で、反対語はミクロです。物質科学の分野では、原子の大きさと比べて巨大な大きさという意味で用い、肉眼で見える大きさや物体を指すことが多いです。

前のページへ戻る

マイクロ

 基礎となる単位の前にギリシャ文字μをつけて、その単位の10-6倍(=0.000001倍、100万分の一)の量であることを示します。例えば人の赤血球の大きさは7~8μmです。

ミクロ

 微少なものという意味で、反対語はマクロです。物質科学の分野では原子を1個1個見るようなスケールという意味で用います。(参考:マイクロ

有機エレクトロルミネッセンス素子

  有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)とは、薄膜状態の有機材料に電流を流すと発光する現象のことです。この現象を利用したものが有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)です。
 有機EL素子は自らが発光するタイプの素子ですので、別途用意した光源からの光を制御する液晶ディスプレイのようなバックライトは不要で、高視野角、高コントラスト、高速応答、低消費電力、軽量、薄型といったすぐれた特徴を持つディスプレイが作製可能です。したがって、有機EL素子は次世代型ディスプレイの最有力候補として注目され、現在活発な研究開発が行われています。

有機ヘテロ原子化合物

 水素原子、炭素原子、酸素原子を除く他の原子をヘテロ原子といいます。ヘテロ原子が組み込まれた有機化合物を有機ヘテロ原子化合物といいます。

弱い相互作用

 炭素と炭素の結合を切るのは、347kJ/molと大きなエネルギーが必要です。このような結合を強い相互作用とするなら、水素結合の結合エネルギーは、10~40kJ/molで弱い相互作用といえます。私たちが研究している相互作用は、10kJ/mol以下の弱い相互作用です。

前のページへ戻る

量子ドット

 天然の金属の場合、金属に含まれる電子は、その結晶(金属の塊)の中を自由に動くことができます。しかし、その結晶を人工的に加工して、金属を数ナノメートル(=10-9m)の狭い領域に閉じ込めることができます。このように狭い領域に閉じ込められた電子を量子ドットといいます。

レーザー

 ガスや溶液あるいは結晶などのレーザー媒質に外部刺激によってエネルギーを与えると誘導放出という特有の光が発生します。そのレーザー媒質からの光を共振器で増幅し、位相のそろった光を発生させる装置やそこから発生する光のことを指します。
 レーザー光は指向性や収束性に優れています。強力なパワーが得られるので材料加工や医療現場でメスとして使われたり、レーザー光の”きれいな”性質を活かし物性研究によく使われています。

前のページへ戻る

 

このページのトップへ