高専工学教育のための走査型電子顕微鏡を用いた新しい教材開発

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17500608
• Research Institution: Tokyo metropolitan college of industrial technology
• Principal Investigator: 渡辺 静意 東京都立産業技術高等専門学校, ものづくり工学科, 教授 (40125208)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 齋藤 敏治 東京都立産業技術高等専門学校, 教授 (40259833) ; 吉田 健一 東京都立産業技術高等専門学校, 講師 (60252201) ; 田宮 高信 東京都立産業技術高等専門学校, 講師 (00369951) ; 冨田 宏貴 東京都立産業技術高等専門学校, 講師 (10300550)
• Keywords: 高専 / 工学教育 / SEM / リアルタイム配信 / マイクロテクノロジー教材 / ナノテクノロジー教材 / RHEED

Research Abstract

走査型電子顕微鏡(SEM)は、様々な材料や物質を数万倍まで拡大してその映像を見ることのできる装置である。この装置は、電子工学、精密工学、材料工学等の様々な工学分野で最も一般的でかつ必須の材料評価装置であり、研究活動では盛んに使用されている。しかしながら実際の教育現場では、SEMは特定の場所にあり大人数の使用が難しいこと、装置が2千万円以上と高額なため学生に使用させることには抵抗があり、なかなか利用されることがなかった。
本研究では、まず昨年度整備した、学内の教室にSEM室からSEM画像を送信する画像配信システムと、オペレーターと教室間のやりとりが可能になる画像音声配信システムの2つの配信ラインのシステムにさらなる改良を加え、通信速度を上げることに成功した。さらにこのシステムと走査型電子顕微鏡を用いて、航空工学科2年生を対象として"走査型電子顕微鏡で見るミクロの世界"というタイトルの、マイクロテクノロジーに関連した高専工学基礎教育ための特別授業を、平成18年12月22日に開催した。
次に本校既存の薄膜作製装置に、昨年度購入したRHEED(反射高速電子回折)を組み合わせることで、原子層レベルの結晶成長が教室で観察することのできるシステム開発に取り組んだが、装置は試作品の製作までしかできず、システムの完全な開発までには至らなかった。