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針谷 達(はりがい とおる)

所属 電気・電子情報工学系
兼務 先端農業・バイオリサーチセンター
未来ビークルシティリサーチセンター
職名 講師
専門分野 プラズマプロセス / カーボンナノ材料 / 再生可能エネルギー
学位 博士(工学) 高知工科大学
所属学会 応用物理学会 / 電気学会 / 表面技術協会 / ニューダイヤモンドフォーラム / 日本太陽エネルギー学会
E-mail harigai.toru.un@
※アドレスの末尾に「tut.jp」を補完してください
研究室web http://www.pes.ee.tut.ac.jp/
研究者情報(researchmap) 研究者情報

研究紹介

プラズマ技術を応用した炭素材料の合成と評価,および気象エネルギーの有効利用に関する研究を行っています。

テーマ1:ナノ領域制御を目指したプラズマプロセスの研究開発

概要

プラズマ技術を利用することで、容易にナノレベルの材料合成・加工が可能です。

【薄膜形成:プラズマCVD,真空アーク蒸着】
プラズマCVD法や真空アーク蒸着法により,主に炭素系薄膜の合成に関する研究を行っています。

【ナノ加工:プラズマエッチング】
酸素プラズマエッチングによる炭素薄膜のエッチング特性の解析や,ナノ構造体の形成に関する研究を行っています。

主な業績

[1] Y. Iijima, T. Harigai*, R. Isono, T. Imai, Y. Suda, H. Takikawa, M. Kamiya, M. Taki, Y. Hasegawa, N. Tsuji, S. Kaneko, S. Kunitsugu, H. Habuchi, S. Kiyohara, M. Ito, S. Yick, A. Bendavid, and P. Martin, “Fabrication of nitrogen-containing diamond-like carbon film by filtered arc deposition as conductive hard-coating film”, Japanese Journal of Applied Physics 57, 01AE07 (2018).
[2] T. Harigai*, K. Iwasa, H. Koji, N. Nitta, H. Furuta, and A. Hatta, “Analysis on self-organized formation of nanofibers on diamond-like carbon film surface during RF O2 plasma etching”, Transactions of the Materials Research Society of Japan 38 (3), 447 (2013).
[3] T. Harigai*, Y. Yasuoka, N. Nitta, H. Furuta, and A. Hatta, “X-ray reflectivity analysis on initial stage of diamond-like carbon film deposition on Si substrate by RF plasma CVD and on removal of the sub-surface layer by oxygen plasma etching”, Diamond Related Materials 38, 36 (2013).

キーワード

プラズマプロセス,PVD,CVD,エッチング

テーマ2:炭素系薄膜の応用(表面保護,高摺動,ガスバリア,真空/大気遮蔽など)

概要

炭素は結晶構造の違いにより、グラファイトやダイヤモンドといった特性の異なる材料になります。炭素から構成される材料は、電気的・機械的・化学的特性のいずれか、もしくは複数において非常に優れた特性を示します。我々は,主に炭素系薄膜のひとつである,ダイヤモンドライクカーボン(Diamond-like carbon: DLC)膜の応用について研究をしています。

【DLC自立膜】
DLC膜は,アモルファス構造のため,結晶材料のように,下地を持たない自立した膜として形成することができません。我々は,独自のDLC成膜技術と離膜技術によって,DLC自立膜作製方法を確立しました。今後,DLC自立膜は,その平滑性や硬質性,高ガスバリア性などの高い機能性により,電子線透過窓材など,幅広い応用が期待できます。

【導電性保護膜】
DLC膜は基本的に,炭素のみ,もしくは炭素と水素からなる厚さ100 nm~1 μmのナノ薄膜です。このDLC膜に,窒素や金属元素を混合することで,様々な機能を付与することができます。我々は,DLC膜に窒素を混合することで,N-DLC(Nitrogen-contained DLC)膜を作製しています。窒素を含ませることで,DLC膜の電気抵抗率を3桁ほど低下させることができます。また,窒素の含有量により,その電気抵抗率を調整することが可能です。DLC膜の特徴である硬質性を持った導電性薄膜です。

主な業績

[1] T. Harigai*, K. Tamekuni, Y. Iijima, S. Degai, T. Tanimoto, Y. Suda, H. Takikawa, S. Takago, H. Yasui, S. Kaneko, S. Kunitsugu, H. Habuchi, M. Kamiya, M. Taki, and H. Gonda, “Wear-resistive and electrically conductive nitrogen-containing DLC film consisting of ultra-thin multilayers prepared by using filtered arc deposition”, Japanese Journal of Applied Physics 58, SEED05 (2019).
[2] T. Harigai*, Y. Miyamoto, M. Yamano, T. Tanimoto, Y. Suda, H. Takikawa, T. Kawano, M. Nishiuchi, H. Sakaki, K. Kondo, S. Kaneko, and S. Kunitsugu, “Self-supporting ta-C films consisting of multilayered structure prepared using filtered arc deposition”, Thin Solid Films 675, 123 (2019).
[3] Y. Fujii, T. Imai, Y. Miyamoto, N. Ueda, M. Hosoo, T. Harigai*, Y. Suda, H. Takikawa, H. Tanoue, M. Kamiya, M. Taki, Y. Hasegawa, N. Tsuji, and S. Kaneko, “Dry machining of metal using an engraving cutter coated with a droplet-free ta-C film prepared via a T-shape filtered arc deposition”, Surface and Coatings Technology 307, 1029 (2016).

キーワード

アモルファスカーボン,ダイヤモンドライクカーボン(DLC),薄膜,コーティング

テーマ3:気象エネルギーモニタリング(環境危機モニタリングシステム)

概要

日射・風力などの気象に関するエネルギー(気象エネルギー)は,太陽光発電や風力発電など,再生可能エネルギーの生成に重要であるとともに,過剰なエネルギーは,日射病や建物の倒壊などをまねきます。我々は,多点配置可能型の気象エネルギー計測システムの開発および,そのデータ解析による気象現象の発生予測方法などについて研究しています。

【環境危機モニタリングシステム】
近年頻発する異常天候は,我々の日常生活,果ては生命活動にまで大きな影響をおよぼす状況になっています。特に,深刻かつ甚大な被害をもたらした熱中症や水害は,気温の急激な上昇やゲリラ豪雨の発生といった都市環境等に付随する局地的(1地点~1市町村内における)異常天候が原因が,いまだ,この局地的異常天候の予測・把握は非常に困難です。ビルや道路,河川といった各都市・地域の環境を考慮した局地的状況の予測・把握には,多地点に気象観測機器を配置し,それらをリアルタイムにデータ収集・分析するシステムが必要になります。我々は,独自の安価で小型なマルチ環境計測装置と,それら装置を多地点にワイヤレスで接続した環境危機モニタリングシステムの研究・開発を行っています。

主な業績

[1] 針谷達*,平岩剛,須田善行,滝川浩史,“温度補償を施した太陽電池簡易日射計の開発”,電気学会論文誌A 137 (11), 674 (2017).
[2] R. Nomura, T. Harigai, Y. Suda, and H. Takikawa, “Second by second prediction of solar power generation based on cloud shadow behavior estimation near a power station”, AIP Conference Proceedings 1807, 020024 (2017).
[3] A. Bilguun, T. Nakaso, T. Harigai, Y. Suda, and H. Takikawa, “Development of simple band-spectral pyranometer and quantum meter using photovoltaic cells and bandpass filters”, AIP Conference Proceedings 1709, 020025 (2016).

キーワード

気象エネルギー,再生可能エネルギー,自然エネルギー,太陽電池,太陽光発電量予測,日射計,分光光量子計

担当授業科目名(科目コード)

物理実験
電気・電子情報工学実験I
電気・電子情報工学実験II
電力工学II
電気応用工学


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