実験ベースの科学のフラジャイルさ

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実験ベースの科学のフラジャイルさ

例えばスピンコーターを最初に立ち上げた時、3000rpm/30sが標準の設定になっているが、実際どのくらいのスピードで何秒回すとちょうどいいのか全く検討がつかない。そこで参考にしている論文をいくつか漁ってみると、なぜかみんな大体3000rpm/30sでコートしていたりする。 スピンコートの回転数or時間が成膜に与える影響が主題になっている論文でもない限り、わざわざ回転数と時間のパラメータを大量に並べてパターンを増やすことはしない。分析時のパラメーターが増えるし。

じゃあそうした、消極的に設定されたパラメーターが何を基準に決められているかといえば、おそらくは参考にした論文と同じパラメーターを使って、そこから1箇所だけ新しい要素の変化を加えて違いをみる・・・というのがいわゆるサイエンスの営みだと思っていたんだけど、実際のところはその辺は省略されて「今回はこの値を使った」という結果だけが論文には残されていて、全てのパラメーター設定に根拠が示されるわけではない。少なくともそれが査読に通っている。

大体、全てのパラメーターについて記述することは確かに現実的ではない。例えばゾルゲル法ZnOベースのトランジスタならとりあえずは次のパラメーターが考えられる・

• 使う基板
• 前駆体溶液の主材料（酢酸亜鉛、硝酸亜鉛、塩化亜鉛、etc）
  • モル濃度は？
• 溶媒（エタノール、メタノール、プロパノールetc）
• 添加剤（モノエタノールアミン、ジエタノールアミンetc）
  • 粘性（viscosity）
  • 主材料に対する濃度は？
• 塗布方法
  • スピンコート
    • 回転数
    • 時間
  • ディップ&ソーク
    • 引き抜き速度
• 塗布回数
• 乾燥温度と時間
• アニーリング温度と時間

これだけでも結構な数だが、増やそうと思えばまだまだ増やせる。

• 使う基板
• 前駆体溶液の主材料（酢酸亜鉛、硝酸亜鉛、塩化亜鉛、etc）
  • モル濃度は？
• 溶媒（エタノール、メタノール、プロパノールetc）
• 添加剤（モノエタノールアミン、ジエタノールアミンetc）
  • 粘性（viscosity）
  • 主材料に対する濃度は？
• 混合は?
  • どのくらいの時間攪拌する？
  • 攪拌後どの程度時間をおく？
• 塗布方法
  • スピンコート
    • 回転数
      • 回転加速度の分は？
    • 時間
  • ディップ&ソーク
    • 引き抜き速度
• 塗布回数
• 乾燥温度と時間
• アニーリング温度と時間
  • 温度上昇/下降の加速度は？
  • 雰囲気ガスは？

これだけいろんなパラメーターがある中で、レビュー論文とかが、「どの要素がどう影響を与えたか」についてを、XRDやSEMなど出来上がったものの観察から、時に反応のモデルのinductionを交えて議論している。

しかし、「この特性が欲しいならこのパラメーターをこう変えれば良いと思われる」みたいな指針をレビュー論文は決して出してくれない。

そうなると、とりあえずなんでもいっからZnOトランジスタ一番簡単に作りたいな！とかなったとしても、一番スタンダードなやり方みたいなのが想像以上に定まってなくてビビる。