名古屋大学グローバルCOEプログラム マイクロ・ナノメカトロニクス教育研究拠点
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組織メンバー

 組織メンバー紹介


教授 新美 智秀 
所属
サブリーダー(教育推進担当)
工学研究科マイクロ・ナノシステム工学専攻
主な研究分野
マイクロ熱流体工学
Phone
Fax
メール
URL
http://www.mech.nagoya-u.ac.jp/mtfe/
研究紹介
ナノ・マイクロデバイスおよび超希薄気体流に関連した高クヌッセン数流れ(平均自由行程の代表長さに対する比が0.01 以上の流れ)の原子・分子オーダでの高精度な実験手法の開発・研究に従事し,日本機械学会賞4件などを受賞しており,マイクロ熱流体工学の発展に顕著な業績を残している.
1.研究業績
1) レーザ誘起蛍光法による原子・分子流れの解析: レーザ光の照射により発せられる蛍光(レーザ誘起蛍光:LIF)を利用して可視化する手法を開発し,ヨウ素をアルゴンに混入して半導体薄膜製造等で利用される真空中へ噴出する複数の超音速自由噴流が干渉した複雑な衝撃波構造を有する流れ場の解析を行った(’90 年日本機械学会賞奨励賞).さらにLIF による可視化技術を発展させ,超高感度CCD カメラにより撮像された多くの断面画像から流れ場の複雑な3次元構造の解明を可能にした(’89 年流れの可視化学会技術賞).また,波長の異なる二つのレーザ光の照射によるそれぞれの蛍光強度の比から,希薄な気体の流れ場の2次元温度分布を画素単位の精度で計測することを可能にした(’92 年日本機械学会賞論文賞) . 2) 超希薄非平衡気体流のミクロスケール・アナリシス: 従来の計測法では困難な数密度1012molecules/cm3 以下の超希薄気体流に適用可能な共鳴多光子イオン化法(REMPI)を開発し,窒素を対象とした回転温度計測法を確立するとともに,回転温度非平衡現象を解明した(’01 年日本機械学会賞論文賞). 3) 機能性分子センサによる超希薄気体流の解析と評価に関する研究: 科学技術振興調整費知的基盤整備事業「機能性分子による熱流体センシング技術の研究開発」(’99-’03 年)において,超希薄気体流を対象とした機能性分子の開発・研究を実施し,低密度気体流中で適応可能な感圧塗料を世界に先駆けて開発した(’06 年日本機械学会賞論文賞).最近ではマイクロデバイスに適用可能な高秩序感圧分子膜の作成を可能とし特許化(特開2007-086040)に成功した. 4) 「高クヌッセン数流れ」に関する実験的研究: 「高クヌッセン数流れ(High Knudsen Number Flow)」の国内外への周知・定着を図るとともに,数値計算が主流の高クヌッセン数流れに関する実験的研究を推進し,分子レベルでの光学的計測および気体分子の固体表面との干渉に関する分子線実験に関して海外の研究者からも注目されている (’09年流体科学研究賞,日本機械学会熱工学部門講演論文表彰) .

2.本事業との関連性
マイクロ・ナノメカトロニクスに関連した流れは,代表長さが極端に小さいために高クヌッセン数流れとなり,超希薄気体流と同様に気体流を連続体として扱うことはできず,原子・分子のレベルで流れ場を解析する必要がある.また,分子間よりも固体表面との衝突頻度が高くなるために,気体分子の固体表面との相互作用を詳細に扱う必要がある.超希薄気体流に関連した研究実績を発展させて,これらに関連したナノ機械科学をさらに発展させる.
代表的な論文
<主な発表論文>
(1) Extension and characterization of pressure sensitive molecular film, Y. Matsuda, H. Mori , Y. Sakazaki, T. Uchida, S. Suzuki, H.Yamaguchi and T. Niimi, Experiments in Fluids, Vol.47, No.6, pp.1025-1032 (2009)
(2) Discussion on Measurement Mechanism of Pressure Sensitive Paints, H. Yamaguchi, Y. Matsuda, H. Mori and T. Niimi, Sensors & Actuators B: Chemical, 142, pp.224-229(2009).
(3) Experimental Analyses of High Knudsen Number Flows, T. Niimi, H. Mori, H. Yamaguchi and Y. Matsuda, Int. Journal of Emerging Multidisciplinary Fluid Sciences, Vol.1, No.3, pp.213-227(2009).
(4) 高クヌッセン数流れのセンシング技術, 新美智秀, ながれ, 28-3, pp.217-224(2009)
(5) Experimental Measurement of Energy Accommodation Coefficient for Metal Surface by Low-Pressure Method, H.Yamaguchi , Y. Aoki, Y. Matsuda T. Niimi, Proc.of 7th World Conf. on Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics & Thermodynamics, CD-R(MNS-6), (2009).
(6) Molecular Dynamics Study on Rare Gas-Graphite (0001) Surface Scattering, Proc.of 26th Int. Symp. on Rarefied Gas Dynamics, H.Yamaguchi, K.Shobatake, T. Niimi, pp. 647-652(2008).
(7) Development of Pressure Sensitive Molecular Film Applicable to Measurement of High
Knudsen Number Flows, Y. Matsuda, H. Mori, T. Niimi, H. Uenishi, M. Hirako, Experiments in Fluids, Vol.42, No.4, pp.543-550 (2007).
(8) Photonic Analyses of High Knudsen Number Flows, T. Niimi, Proc. of 25th Int. Symp. on Rarefied Gas Dynamics, pp. 547-554(2006)
(9) Pressure Sensitive Paint Suitable to High Knudsen Number Regime, H. Mori, T. Niimi, M. Hirako, H. Uenishi, Measurement Science and Technology, 17, pp.1242-1246 (2006)
(10) Development of Pressure Senisitive Molecular Film for Micro- and Nano-Flow, Y. Matsuda, H. Mori, T. Niimi, H. Uenishi, M. Hirako, Proc. of 2nd Int. Conf. on Transport Phenomena in Micro and Nanodevices, CD-R(2006)
(11) Experimental Detection of Rotational Non-Boltzmann Distribution in Supersonic Free Molecular Nitrogen Flows, H. Mori, T. Niimi, I. Akiyama and T. Tsuzuki, Physics of Fluids, 17(11), 117103-1〜7(2005).
(12) Molecular Number Flux Detection using Oxygen Sensitive Luminophore, H. Mori, T. Niimi, M. Hirako and H. Uenishi, Physics of Fluids, 17(10), 100610-1〜6 (2005).
(13) Optical Diagnostics of High Knudsen Number Flows, T. Niimi, The 6th World Conf. on Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics & Thermodynamics (ExHFT-6), CD-R(KL11) (2005).
(14) Experimental Analyses of Linear-Type Aerospike Nozzles with and without Sidewalls, H. Mori, M. Taniguchi, R. Nishihira, T. Niimi, AIAA paper, 2005-1350(2005)
(15) Application of Pressure-Sensitive Paints to Low Pressure Range, T. Niimi, M. Yoshida, M. Kondo, Y. Oshima , H. Mori, Y. Egami, K. Asai, H. Nishide, J. of Thermophysics and Heat Transfer, AIAA, Vol.19, No.1, pp.9-16 (2005).
(16) Application of PSP to Low Density Gas Flows, H. Mori, T. Niimi, M. Yoshida, M. Kondo, Y. Oshima, J. of Visualization, 7-1, pp.55-62 (2004)
(17) Spectroscopic Study of Rotational Nonequilibrium in Supersonic Free Molecular Flows, H. Mori, A. Takasu, K. Niwa, T. Ishida, T. Niimi, Rarefied Gas Dynamics, American Institute of Physics, Vol.663, pp. 612-619(2003)
(18) Optical Diagnostics of Nonequilibrium Phenomena in Highly Rarefied Gas Flows, T. Niimi, Rarefied Gas Dynamics, American Institute of Physics, Vol.663, pp.1025-1032(2003)
(19) 共鳴多光子イオン化法(REMPI)による超希薄気体流計測(高クヌッセン数流れのミクロスケール・アナリシスを目指して), 新美智秀, ながれ, 22-4, pp.317-323(2003)

<受賞>
1989年 流れの可視化学会 技術賞
1990年 日本機械学会賞 奨励賞
1991年 可視化情報学会 映像展賞
1992年 日本機械学会賞 論文賞
1994年 永井科学技術財団賞 学術賞
2001年 日本機械学会賞 論文賞
2006年 日本機械学会賞 論文賞
2009年 流体科学研究賞
2009年 日本機械学会熱工学部門 講演論文表彰
2009年 可視化情報学会20周年記念 功労表彰
など

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