私たちの身の回りにある物体は、接触させるだけではくっつきません。それは、物体の表面にはミクロスケールの凹凸があるため、そして物体の表面はエネルギー準位の低い安定な物質 (酸化物、有機吸着層等)に覆われているためです。日暮研究室では、表面をイオンビームやプラズマで処理することで、エネルギー準位が高く反応しやすい表面を作ることで、加熱や接着剤を用いずとも室温でものとものを接合する技術を開発しています。表面活性化接合と呼ばれるこの技術は、熱に弱い小さな機械の製造や、半導体デバイスの製造のプロセスに用いられ、さまざまな材料を接合することができます。

加熱や接着剤を使わない接合技術によって、さまざまな新しい電子デバイスが作製できるようになります。中でも、日暮研究室では物体の動きを測定するマイクロ光システムデバイスの開発を行ってきました。このようなデバイスでは、シリコンやガラス、金属といったさまざまな材料や、光半導体等の熱に弱い素子を組み立てる必要があります。常温接合技術を用いることで、従来の高温プロセスでの接合技術では作製できなかった電子デバイスを実現しました。

ものとものを室温で接合するためには、平滑で凹凸の小さな表面が必要です。鏡のようにツルツルに見えても、ミクロスケールでは凹凸が存在しており、これが接合の密着性を低下させます。日暮研究室では、研磨が難しいチップサイズやパターン付きの接合面を平滑化するために、接合と転写技術を組み合わせた新たな平滑化手法を開発しました。表面活性化接合技術を使って薄い金属の膜を転写することで、粗い面もナノレベルまで平滑になります。