ラストワンマイル３６

            　

               　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　   　       　　　
 八　　佾　はちいつ
ことば-------------------------------------------------------------------------
この篇は、礼をテーマとする章を中心として編集されている。
「夷狄の君あるは、諸夏の亡きがごとくならざるなり」（５）
「なんじはその羊を愛しむ。われはその礼を愛しむ」（１７）
「成事は説かず。遂事は諌めず。既往は咎めず」（２１）
「天下の道なきや久し。天まさに夫子をもって木鐸となさんとす」（２４）
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６　季氏が泰山を祭ろうとした。孔子は、季氏の家宰（かさい）をしていた再有に、
「おまえの力でやめさせることができないか」
「力にあまります」

　孔子は長嘆息した。

「ああ、林放でさえ礼の本質を気にしている。泰山の神を林放より下に見ようというのか」

〈泰山〉　山東省（当時は斉、魯の国境）の名山。自国内の名山を祭るのは、諸侯（魯の
　　　　　君主）の礼。
 <再有〉　孔子の弟子。再は姓、名は求、宇は子有。魯の人。孔子より二十九歳若い。そ
　　　　　の性格は消極的であったようだが）、行政的手腕を買われて季氏には寵用され
　　　　　た。また、季氏の軍勢を率いて斉の大軍を撃破する力量もそなえていた。 

   

【エネルギー通貨制時代 ７６】 
”Anytime, anywhere ￥１／kWh  Era”

 

●変換効率３０％超時代へ

【２階建てになる太陽電池、コスパの壁を突破】

３月１５日、日経エレクトロニックスは、これまでの多くの太陽電池は、単接合型
と呼ばれる“１階建て"だった。ここに来て、単接合型のコストパフォーマンスの
限界が見えてきており、その壁を突破する２階建ての「タンデム型」が大きな潮流
になりそうだ。既に変換効率はSi系太陽電池の世界最高記録を超えた。タンデム型
であれば、この高効率に加えて低コストにもできる可能性が高いことに注視し特集
している。件の技術はこのブログですでに掲載している（上図２件で参照）。それ
によると、現在、猛烈な勢いで変換効率が向上している太陽電池技術がある。2014
年には１３％台だったセル変換効率が2018年6月には２７.３％に倍増し、カネカが
打ち立てたSi系太陽電池の記録を超えた。同12月には２８.０％となり、近い将来
３０％台達成はほぼ確実で、理論上は３７％も見込めると報じた。

この技術は、異なる種類の太陽電池を2階建ての家のように積層して使う「タンデム型太陽
電池」。特に、ペロブスカイト太陽電池（PSC）とSi系太陽電池から成るペロブスカイト/
Si系タンデム型太陽電池は、変換効率の向上が著しい。PSC自体、新しい技術で変換効率が
向上中だが、既存の結晶Si系太陽電池と組み合わせることでさらに数段上の変換効率を実
現でき、それでいて製造コストは比較的低く抑えられる可能性があることから、急速に開
発例が増え始めていると指摘。有機ＥＬ、色素増感型太陽電池のように品質が不安定であっ
たが、ここ１０年ほどで、ここでも技術的な打目詰めが完了しつつあり、あとはコスパ改
善という段階にたどりついたことを意味する。

【オックスフォードPVペロブスカイト技術の商品化に4100万ドル調達】

３月２０日、国際的な太陽光発電業界誌のpv magazine社は、ペロブスカイト - シリコン
タンデム型太陽電池で２８％の変換効率を達成したことを公開し、わずか３ヶ月後、オッ
クスフォードPVはコア技術を市場に投入することを目的としたシリーズＤの初期資金調達
を完了したと報じている。

同社は今週、約4,079万ドルを調達したことを発表。オンライン声明によると、ラウンドの
初期投資家は、現在の株主２名と中国のタービンメーカーGoldwindを含む。また。過去１
年以内に、同社のペロブスカイトオンシリコン太陽電池はIEC 61215規格に沿った重要な信
頼性ベンチマークに達したことを公表し、パイロット生産ラインが、PVモジュール製造す
る非公開開発パートナー向けに、すでに商用サイズのタンデム型太陽電池の生産開始して
いるこも公表している。オックスフォードPV社は、過去５年間で約１億1,010万ドルを調
達。2017年末に、欧州投資銀行から1500万ユーロの資金調達を行う。ロンドンを拠点とす
るAlexa Capital社は、最新のシリーズＤの資金調達ラウンドで同社の唯一の財務アドバイザ
ーを担い、１２月に国立再生可能エネルギー研究所が１２月に変換効率が２８％確認して
いた。、

 

Mar. 20, 2019

【世界初 ガスからクラックのない１立方センチ級単結晶ダイヤモンド】
 ●ダイヤモンド半導体の開発推進により、飛躍的な省エネ社会実現

３月２０日、NEDO（産業技術総合研究所）は、世界で初めて、ガスからクラックのない１
立方センチ級の体積を持った単結晶ダイヤモンドの作製に成功したことを公表。合成面積
のスケールアップが容易なガスを原料とする手法───実用化の前提となる大型ウエハー
の実現と供給体制の確立が望まれてきたが、現在市販されている単結晶ダイヤモンド基板
の作製方法である高温高圧法（ダイヤモンド結晶作製方法の一つで、高圧プレス機内部を
物質としてのダイヤモンドが安定的に存在するような高温高圧に設定して、原料の炭素を
ダイヤモンドへ変質させる方法）では、インチサイズの大型ウエハーを作製するには大き
なプレス機が必要となりコストや技術の面から、事実上困難とされていたが、マイクロ波
プラズマCVD法（ダイヤモンド結晶作製方法の一つで、原料ガスをプラズマにより分解し
生成される活性な原子・分子を基板表面上で反応させて結晶を成長させる方法です。プラ
ズマを生成する励起源としてマイクロ波を用い、マイクロ波を微小間隔で連続的に発生さ
せること（パルス化）により、原料ガス温度の上昇を抑制する）を用いて、世界で初めて、
ガスからクラックのない1立方センチ級の体積を持った単結晶ダイヤモンドの作製───に
より世界最大級の高品質結晶を作製できたことから、この成果は、大型ウエハー実現につ
ながる大きな一歩です。今後、ダイヤモンドを用いた次世代パワー半導体の開発が加速し、
さまざまな電気機器に組み込まれることで、より高効率な電力利用が可能になり、飛躍的
な省エネルギー社会実現につながる。

＃ダイヤモンド合成用プラズマCVD装置

＃高温高圧法

このように、従来の作製方法では、クラックが入る前のサブミリオーダーの厚さで一度成
長をやめ、再度結晶成長を行うという処理を何度も繰り返して厚膜化する必要がありまし
たが、その結果、不純物濃度の不連続性や転位※6の発生源となる多くの成長界面が混在す
ることとなり、これがひずみや結晶性の劣化の蓄積につながり、結果としてクラックを引
き起こしていました。今回開発した技術では、このような結晶成長の繰り返し作業を大幅
に減らすことができるため、厚膜化によるひずみや結晶性の劣化を十分に抑えた高品質の
ダイヤモンド結晶をミリ単位で作製することができます。図3に従来技術と今回開発した技
術によるダイヤモンド結晶の品質の指標となるラマンスペクトル※7の半値幅（ピーク強度
の半分の強度となる波数幅）の成長膜厚依存性を示す。

よくぞここまでたどり着いたと感心するばかりであり、ここでも貴重な打目詰めがうたれ
たと、感動する。

【関連特許：１件】

❑　JP2018199618A　The method for manufacturing a single-crystal diamond
【概要】
半導体として優れた特性を有するダイヤモンドは、高周波・高出力デバイス、受光デバイスなど
半導体デバイス用の材料として期待されている。特に、ダイヤモンドを半導体材料として実用化
するためには、大面積の均質な単結晶ダイヤモンドからなるウェハが必要である。従来、単結晶
ダイヤモンドの成長は、主に高圧合成法、気相合成法などの方法によって行われている。これら
の方法の内で、高圧合成法は、１ｃｍ角程度の面積を有する基板の製造が限界とされており、こ
れ以上の面積を有する単結晶基板を製造する方法としては期待できない。また、５ｍｍ角程度以
上の面積を有する単結晶ダイヤモンド基板を入手することは困難であり、その面積を拡大するこ
とも容易ではない。

このため、大面積の単結晶ダイヤモンドを作製する方法として、同一表面上に並べた複数のダイ
ヤモンド結晶上に気相法でダイヤモンド結晶を成長させて接合することによって、大型のダイヤ
モンド結晶とする、いわゆるモザイク状ダイヤモンドの作製技術が開発されている。モザイク状
ダイヤモンドを製造する際に、接合すべき基材として単結晶ダイヤモンドのみを用いる場合と、
単結晶ダイヤモンドと多結晶ダイヤモンド又はそれ以外の材料を用いる場合があるが、いずれの
場合にも、これらの基材の上に気相法によってダイヤモンドを成長させることによって、基材と
なるダイヤモンドを接合している。

これらの方法の内で、単結晶ダイヤモンド基板のみを用い、これを接合して大型の単結晶ダイヤ
モンドを得る方法としては、例えば、接合しようとする単結晶ダイヤモンド基板の間隔や高さの
差を所定の範囲内に収め、その上に一体のダイヤモンド結晶を気相成長させることによって、基
板と基板の境界部に成長する異常成長粒子の発生を抑制して大型ダイヤモンド結晶を製造する方
法が報告されている。更に、接合しようとする側面としてヘキ開面を用いる方法、接合しようと
する側面に角度を設ける方法等も知られている 。ところで、気相合成法を用いたホモエ
ピタキシャル成長によってダイヤモンド基板上に単結晶ダイヤモンドを成長させる方法は
例えば、半導体グレードの高品質ダイヤモンドの合成に適用されている。しかしながら、
気相合成法によるダイヤモンドのエピタキシャル成長においては、多数の異常成長粒子や
成長丘などの欠陥が発生し易く、大面積の単結晶ダイヤモンドの合成は容易ではない。
 
同様に、基板表面上の欠陥は成長層にも引き継がれ、その位置を基板毎に制御することは不可能
であるため、成長層の性質を統一することを妨げる原因の１つとなっている。更に成長層の性質
は、成長前の基板中に存在するひずみにも影響を受けることが知られている。通常、複数のダイ
ヤモンド結晶上に気相法でダイヤモンド結晶を成長させてモザイク状ダイヤモンドを作製する方
法では接合しようとするダイヤモンド基板のオフ角を同一とみなす閾値は最低でも１°以上とさ
れている。しかしながら、１°でもオフ角が異なると同一の条件では成長層の品質が異なるもの
となり、この方法で接合されたモザイク基板上には、接合された単結晶領域毎に品質の異なる単
結晶層が成長することになる。また前述したオフ角やオフ方向といった結晶面の方向が異なる基
板を積極的に利用し、これら同士を接合してモザイク基板を製造する方法についても同様の問題
がある。

また、ダイヤモンドを半導体デバイス用の材料として用いる際には、通常、不純物を意図
的に添加して基板（ダイヤモンドウェハ）上にダイヤモンドを成長させるが、その際の不
純物の成長層への取り込み率やそれに伴う結晶性の変化は、基板の性質に依存することが
知られている。従って、上記しの方法を用いて大面積を有するダイヤモンドウェハが得ら
れたとしても、オフ角、オフ方向といった結晶面の方向、ひずみや欠陥の分布等が不均一
なウェハであれば、その上に作製されるデバイスは特性が不均一となることが予想される。

従って、このような性質の揃っていないモザイクウェハを基板として使用したとしても、
実効的に使用に耐えうるデバイスが取り出される率が極めて低いことは明白である。更に、
モザイク状ダイヤモンド基板は、デバイス作製のための処理に耐えうる様に強度を持つ必
要があるため、接合した後に更にその上へ積み増す必要が生ずる場合がある。その際にも
接合すべき基材として用いた単結晶ダイヤモンドの性質が異なると、均質に積み増すこと
が困難となる。

上の様な困難さから、従来のモザイク状ダイヤモンド基板は、接合境界に沿って異常成長
を抑制することが困難で、当該境界が滑らかに接合されておらず、接合された基板がヘキ
開によって破壊することが開示されており（非特許文献１）、測定するまでもなく結晶性
も粗悪である。このような問題点を解決することを目的とした、大面積のダイヤモンド基
板を製造する方法として、イオン注入を用いた自立膜作製方法を利用した方法が知られて
いる。この様な方法を用いれば、オフ角・オフ方向が揃った基板同士を容易に接合できる
と期待される。しかしながら、本文献には複数の単結晶ダイヤモンド間のオフ方向が一致
していることは記載されているものの、各々の単結晶ダイヤモンドのオフ方向と接合する
基板との方向の関係については何ら記載されていない。

例えば、特許文献５に（特開２０１０－１５００６９）記載される方法は大面積ダイヤモ
ンド基板の製造方法としては優れているものの、オフ方向と接合する基板との方向の関係
が適切で無い場合、得られた単結晶ダイヤモンド基板の接合領域に対応する部分は完全に
滑らかに被覆されているとはいい難く、実用性に乏しいという問題点が生じている。例え
ば、接合領域の被覆の完全性が低い場合、研磨などの加工プロセスを実施することが困難
となり、半導体ウェハとして使用することが困難となる。
 以上の様な理由から、単結晶ダイヤモンドからなる大面積の基板については、その要望が
高いにもかかわらず、実用性に耐え得るものは未だ得られるに至っていない。よって、本
発明は接合面の結晶学的性質が優れた単結晶ダイヤモンド基板を提供する事を目的とする。

そこで、図１のごとく、（１）１つの親基板と同一の結晶学的性質を有する複数の単結晶
ダイヤモンド種基板を得る工程、（２）種基板のオフ方向と稜線のなす角θが１７～９０
度（但し、＜１００＞方向の稜線と＜０１０＞方向の稜線との両方の稜線とオフ方向との
なす角が４５度である場合を除く。）となるように種基板の主たる成長面の外周側面が整
形加工された複数の種基板を、支持台上に、互いの整形加工された種基板の側面同士が接
触し、種基板の結晶面のオフ方向を一致させ、且つ主たる成長面が露出する状態となるよ
うに載置する工程、（３）工程（２）で支持台上に載置された複数の種基板の主たる成長
面上に単結晶ダイヤモンドを成長させる工程、を含む単結晶ダイヤモンド基板の製造方法
で、接合面の結晶学的性質が優れた単結晶ダイヤモンド基板、及びその製造方法の提供す
る。

 

　●　今夜の一曲

”Nobody Does It Better”  Carly Simon
Songwriters；Marvin Hamlisch Carole Bayer Sager

Nobody does it better
Makes me feel sad for the rest
Nobody does it half as good as you
Baby, you're the best

I wasn't lookin' but somehow you found me
It tried to hide from your love light
But like heaven above me
The spy who loved me
Is keepin' all my secrets safe tonight

And nobody does it better
Though sometimes I wish someone could
Nobody does it quite the way you do
Why'd you have to be so good?

「誰もできこない」とでも訳せそうななカーリー・サイモンりーの歌は、キャロルバイエルセ
イガーによる歌詞とマーヴィンハムリッシュにより作曲され、1977年のジェームズボンド
映画「私を愛したスパイ」の主題歌としてカーリーサイモンにより録音されている。「ド
クターノウ」以来、映画名と異なるタイトルになる。この曲は映画のサウンドトラックア
ルバムからシングルカットされている。US Billboard Hot 100で３週間連続で第２位の大
ヒットを記録（このとき。Debby Booneの「You Light Up My Life」が第１位）。この曲は
RIAAからゴールド認定を受けており、米国では100万部を売り上げている。また、自作し
しなかった最も成功したヒット曲を記録。ボンドのテーマ曲の中で、アカデミー賞"にノ
ミネートされ、ゴールデングローブ賞にノミネートされている。 1978年に開催された第2
0回年次グラミー賞では、「誰もそれはそれを上回らない」がSong of the Yearにノミネート
されている。 2004年には、この曲はAmerican Film Instituteにより、百年間でもっとも
ヒットした曲の第６７位とし名誉を与えられている。

 

●　今夜の寸評：そして、地獄絵巻が解かれる 

だれしも、見るたくないものから目をそらし、"麻薬"にすがりつきもする。
２１日、長崎で、満潮の時刻と重なって海面が上下する「副振動」とよばれる現象が起き
最大で１メートル余り上昇して海水があふれ出し、長崎市中心部で複数の場所が冠水しま
した。長崎港ではこのあと午前９時に満潮を迎えるため、気象台は係留している船の被害
や、低い土地での浸水に注意するよう呼びかけている。「副振動」は、気圧の変化などの
影響で潮位が数分から数十分ほどの短い周期で上下する現象で、「あびき」とも呼ばれ、
湾内や海峡などで時々発生する。珍しいことではないが海水の熱膨張や氷河の溶解により
今以上に浸水悪化する。


これに先立つ２０日、福島県は津波の浸水想定区域を十二年ぶりに見直し、福島県周辺海
域で東日本大震災と同じマグニチュード（Ｍ）９クラスの地震が発生し高潮などの条件が
重なった場合、津波は相馬市で最大二二・四メートルを記録し、沿岸十市町の浸水面積は
一万四千二百十九ヘクタールとなる。震災時の被災面積約一万一千二百ヘクタールを約三
割上回る。県は各市町に通知し、住民の安全な避難誘導に向けた津波ハザードマップなど
の策定を促している。 この時、福島第一被災原発はどうなるのであろうか。もっとも、
福島だけでなく、西日本に散らばる原発もまたいかなるものだろうか。重なればこれは、
手のつけようがなくなる。それだけではない。



１９日、先週モザンビークやジンバブエを襲った熱帯サイクロン「アイダイ（Idai）」の
死者は増え、両国で３００人を超え、また、１８日、ている。米中西部で、ネブラスカ
など複数の州が雪解け水と暴風雨の影響による歴史的な規模の洪水に見舞われ３人の死亡
が確認されたほか、多くの住民が避難生活を強いられ、多数の家屋や商業施設が損壊する
などが被災しているほか、オーストラリアでは今年に入り、記録的な猛暑と干ばつ、火災
と洪水、あるいはクラゲやオオスズメバチの繁殖とその逆の昆虫類の死滅など異変が発生
している。第三次産業革命（いわゆる、蒸気機関と地下化石燃料による産業革命）時より
２℃上昇と気候変動の大型化と頻繁化→人口増と農林水畜産不足の深刻化→経済・政治・
精神の荒廃と動乱→地獄絵巻の解紐→と、まぁ～展開して行くのだが、これは、”Nobody
Does It Better”ということになるか、阻止できるのか、浮かれている場合でないと思うの
だが如何に。

 Mar 6, 2019