教員のご紹介

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柴田 隆行 (しばた たかゆき)

所属   機械工学系
兼務  
職名   教授 
専門分野   マイクロ・ナノマシニング / MEMS・NEMS(マイクロ・ナノ電子機械システム) 
学位   博士(工学) (北海道大学) 
所属学会   精密工学会 / 日本機械学会 / 電気学会 / 表面技術協会 / ライフサポート学会 / ニューダイヤモンドフォーラム / 日本工学教育協会
メールアドレス   shibata@me
※アドレスの末尾に「.tut.ac.jp」を補完してください
研究室Web   http://mems.me.tut.ac.jp/
柴田 隆行
研究紹介
独創的・先進的な高付加価値製品を創出する次世代のマイクロ・ナノ構造創成技術に関する基礎研究と革新的な新機能を有するミクロな世界で活躍するマイクロ・ナノ電子機械システム(Micro/Nano Electro Mechanical System, MEMS/NEMS)に関する種々のデバイス開発を行っている.研究テーマに共通するコンセプトは,“MEMS技術を究めナノテクとバイオへの架け橋を築く”ことである.
テーマ1:次世代ナノ計測一体型超微細加工システムの開発(Diamond MEMS)
概要
ナノテクノロジーを支える基盤技術として,ナノメートル(nm)レベルの微細加工と形状計測・表面物性評価機能を同時に備えた“次世代ナノ計測一体型超微細加工システム”の開発を行っている.気相合成ダイヤモンド薄膜のマイクロマシニング技術を駆使し,①走査型トンネル顕微鏡(STM)の計測機能と微細加工用ツールとしての性能を同時に有する半導体ダイヤモンド探針や②高硬度・耐摩耗性に優れた原子間力顕微鏡(AFM)用のダイヤモンドプローブの開発を行ってきた.現在は,より微細な加工や計測性能の向上を目指し,高アスペクト比を有する先鋭化ダイヤモンド探針を一体形成したダイヤモンドAFMプローブの開発を行っている.

キーワード: ダイヤモンド薄膜,ナノ加工,ナノ計測,原子間力顕微鏡(AFM),走査型トンネル顕微鏡(STM)

ナノ計測一体型超微細加工システム

テーマ2:マスクレス微細パターン創成技術の開発(Micro/nanomachining)
概要
MEMSデバイス作製における半導体製造技術からの脱却と量産技術の確立を目指して,真空レス・マスクレスでの微細加工技術の開発を行っている.①高精度・高能率な転写加工が可能なマイクロ・ナノインプリント技術を実用化するための熱インプリント用ニッケル電鋳金型のユニークな作製技術の開発,②軟質のシリコーン樹脂製のスタンプを用いてポリマー材料を基板表面に直接転写して所望のパターニングを行う新規な“ダイレクトインプリントリソグラフィ技術”の開発を行っている.また,③MEMS技術によって作製した中空構造を有するマイクロニードルアレイを利用したマスクレス微細金属めっきパターン形成技術や,④異種基板同士の高精度接合技術などの開発を行っている.

キーワード: マイクロ・ナノインプリント技術,ダイレクトインプリントリソグラフィ,高精度接合技術,マスクレス微細パターニング

マスクレス微細パターン創成技術

テーマ3:オンチップ細胞機能解析・制御システムの開発(BioMEMS / Cellular MEMS)
概要
次世代の医療・医薬分野の発展に必要不可欠となる細胞の機能解明を行うための種々のBioMEMSデバイス開発を行っている.例えば,①細胞への生体分子(DNA,タンパク質など)の注入や細胞内で発現した微量なタンパク質などを高精度に採取するための“細胞穿刺用マイクロニードルアレイ”,②単一細胞を超並列に操作し所望の3次元細胞パターニングを実現する“細胞操作用マイクロマニピュレータアレイ”,③原子間力顕微鏡(AFM)のもつ多彩な機能を備えた高度な細胞機能解析を実現する“ナノニードル搭載型バイオプローブ”,④ナノメートルオーダの微小な機械的振動刺激を細胞に与えることで遺伝子導入の効率化や細胞増殖の促進を図る“圧電駆動型マイクロ細胞培養デバイス”などの開発を行っている.

キーワード: バイオ機能イメージング,細胞機能解析(セローム解析),細胞ネットワーク機能解析,オンチップ細胞サージェリー,セルパターニング,細胞パターン培養,BioMEMS

オンチップ細胞機能解析・制御システム

担当授業科目名(科目コード)
機械加工学 (B01122450, B01222550) / 精密加工学 (B01122460, B01222560) / 機械設計II (B0112069, B01220680) / マイクロマシニング特論 (M21621030) / 除去加工学特論 (D03121100)
その他の研究テーマ
他国に先駆けて少子高齢化社会が到来する我が国においては,“健康寿命の延伸”と“生活の質(QOL)の向上”が極めて重要な課題であり,疾患の早期診断と適切な治療法の提供,将来の疾患リスクを予測した予防医療への転換,画期的な新薬および診断技術の開発などが必要不可欠となる.このような背景のもと,①マイクロチップ上での高度な医療診断や創薬を行うためのマイクロチップや②ワクチンなどを無痛で投与できる“経皮ドラックデリバリー用マイクロニードルアレイ”の開発などを行っている.
キーワード: マイクロ化学分析システム(μTAS),Lab on a Chip,医療診断,創薬,経皮ドラックデリバリー,無痛マイクロニードル

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Takayuki Shibata

Affiliation   Dept. Mechanical Engineering
Professor   Professor
Affiliation   Micro/Nanomachining / MEMS/NEMS (Micro/Nano Electro Mechanical System)
Affiliation   Ph.D (Hokkaido University)
Affiliation   The Japan Society for Precision Engineering (JSPE) / The Japan Society of Mechanical Engineers (JSME) / The Institute of Electrical Engineers of Japan (IEE) / The Surface Finishing Society of Japan (SFSJ) / The Society of Life Support Technology (LST) / Japan New Diamond Forum (JNDF) / Japanese Society for Engineering Education (JSEE)
Affiliation   shibata@me
Please append ".tut.ac.jp" to the end of the address above.
Research
My research interests include micro/nanomachining technologies for the development of Micro/Nano Electro Mechanical System (MEMS/NEMS), Micro Total Analysis System (μTAS), and Bio-microdevices (BioMEMS). Main topics of currently ongoing research includes
(1) micromachining technology of CVD diamond film and the development of diamond-based MEMS devices (Diamond MEMS),
(2) the development of MEMS devices capable of massively parallel manipulation and analysis of single cells for characterization and regulation of cellular functions (BioMEMS / Cellular MEMS),
(3) the development of MEMS devices for biomedical applications, particularly in medical diagnosis and drug discovery (µTAS / Lab on a Chip), and
(4) the development of micro/nanomachining technologies for manufacturing MEMS/NEMS devises and systems.

Subject Title(Subject Code)
Advanced Micromachining Engineering (412050)


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