プラズマって何だ？

プラズマの正体

物質は熱を加えると状態が変化します。固体を加熱すると液体に、液体を加熱すると気体になります。気体をさらに加熱すると、ガス分子が分解されたりガス分子から電子が飛びだしイオン化されたりして、きわめてエネルギー状態の高い粒子が発生します。この現象を電離といいます。電離によって発生した高エネルギーの電子やイオンが、自由に動き回っている状態がプラズマ状態です。固体・液体・気体が物質の三態と呼ばれるのに対し、プラズマは物質の第四の状態と呼ばれます。プラズマ状態は、蛍光灯の内部や雷、ろうそくの炎の周囲などにも見られます。また、莫大なエネルギーを持つ太陽はプラズマそのもの、宇宙の99％もプラズマ状態であると言われています。よく耳にする「プラズマディスプレイ」は、プラズマが放電する際に発光する性質を利用し、それ自体を光源としていくつも並べたものなのです。

ナノテクの担い手プラズマ

プラズマは真空装置の中で発生させます。装置の中に宇宙空間と同じ状態を作るのです。発生したプラズマは、半導体の表面の加工や、髪の毛の1000分の1くらいの大きさのミクロの配線や回路を作るために利用します。プラズマの“高エネルギーの粒子”は、先端デバイスを加工する“最先端の手段”なのです。

生活を変えるプラズマ

最近では大気圧中でプラズマを発生させることが可能になり、真空状態ではできなかった生体への応用研究も行われるようになりました。医療の分野では、エネルギー状態があまり高くない“低温プラズマ”を用いると、殺菌やがん細胞への攻撃、骨や人工血管内部のコーティング、削らない歯の治療などが行えることがわかってきました。また、人間にとって有害とされている紫外線による殺菌もプラズマによって代替することが可能です。半導体表面の加工技術として使われはじめた「プラズマ」の研究は、現在あらゆる分野でその可能性を広げているのです。

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東北大学流体科学研究所教授寒川誠二先生

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工学、物理学

メッセージ

東北大学には、半導体、電子デバイスの研究拠点としての、国内トップクラスの環境が整っています。半導体分野においては、日本企業の研究拠点の多くが海外に移り、日本はかつての競争力を失いつつあります。また、研究者＝博士資格取得者が世界標準になっています。日本が再び「半導体立国」をめざすためには、「ものづくり」に興味を持った学生、最先端の研究をおもしろいと思える学生を、世界に通用する秀でた知識や能力を身につけた人材に育てることが、大学の研究現場に携わる者の課題であると実感しています。

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建学以来の伝統である「研究第一」と「門戸開放」の理念を掲げ、世界最高水準の研究・教育を創造しています。また、研究の成果を社会が直面する諸問題の解決に役立て、指導的人材を育成することによって、平和で公正な人類社会の実現に貢献して行きます。社会から知の拠点として人類社会への貢献を委託されている東北大学の教職員、学生、同窓生が一丸となって、「Challenge」、「Creation」、「Innovation」を合言葉として、価値ある研究・教育を創造して、世界の人々の期待に応えていきたいと考えます。