材料デバイス研究所

Society 5.0研究拠点

機能性材料を用いた新規デバイスの開発

所長 柴田憲治(工学部 電気電子工学科 教授)

サイバー空間とフィジカル空間が融合する次世代情報化社会においては、より高機能で省エネルギーな電子デバイスの存在が欠かせません。本プロジェクト研究所では、Siなどの従来の電子材料に加えて、多様な新規材料を開拓することで、人間社会に調和する省電力で高機能なデバイスを作製し、持続可能な社会の実現へと貢献することを目指します。

  • 2030年に向けて世界が合意した「持続可能な開発目標」です
  • エネルギーをみんなに そしてクリーンに
  • 産業と技術革新の基盤を作ろう
  • 住み続けられるまちづくりを
キーワード
半導体、カーボン材料、磁性体、エネルギー、エレクトロニクス、ナノテクノロジー、センサ、テラヘルツ、電子物性
材料デバイス研究所

研究内容

本プロジェクト研究所では、半導体、ナノカーボン、磁性体、金属からなる新規電子材料や構造物の開発とその物性評価をおこない、そこで得られた知見を用いて高機能で省電力な電子、光、情報デバイスを開発します。
取り組む具体的な研究テーマは以下の4項目に大別されます。関連する項目内で構成員が協力しつつ研究を推進し、その過程で分野融合型のユニークな研究テーマの創出を図ります。

1. 電子材料の基礎物性評価やデバイス動作原理の確立
  • グラフェンやMoS2などの原子層材料の物性評価とデバイス応用
  • 単一電荷やスピン、フォノンによる量子状態のダイナミクス制御と情報機能の創出
  • 超伝導を用いた蓄電デバイスや電磁石、三端子素子の検討
  • ワイヤレスエネルギー伝送のための磁性材料と構造の検討
2. 光・電子デバイスの開発と高効率化
  • 高感度ガンマ線センサのための新規半導体材料の開発とそのデバイス化
  • 表面増強ラマン散乱を利用した高感度バイオケミカルセンサーの開発
  • 集積化センサデバイスを実現するMEMSおよびLSIの研究開発
  • 太陽光発電システムの高効率化に関する研究
  • ワイヤレスエネルギー伝送用デバイスの開発
  • テラヘルツ帯で動作する量子情報デバイスの開発に関する研究
3. ナノカーボン材料を用いた高機能電子デバイスの実現
  • カーボンナノチューブ電界電子放出源の実現と省電力光源への応用
  • グラフェンによるリチウムイオン電池の高機能化 
  • グラフェンを用いた遠赤外光レクテナの作製
  • 単一フラーレン分子を活性層とする単一分子トランジスタの作製と評価
4. 高機能な情報ストレージ材料・デバイスの開発
  • ビッグデータ記録のための新規磁性材料の開発
  • スピン自由度を用いた記録・読み出しデバイスの開発
  • スピントランスファートルクを利用したマイクロ波磁場発生素子の開発

異分野融合による新規な材料、デバイスの開発を積極的に推進するため、材料やデバイスの研究に興味をお持ちの新規参加者を歓迎します。

ナノ材料を用いた電子デバイスや光デバイス ナノ材料を用いた電子デバイスや光デバイス
単一量子ドットを活性層とする電子デバイス 単一量子ドットを活性層とする電子デバイス
蓄電および真空電子デバイス・システムの創製 蓄電および真空電子デバイス・システムの創製
多種原理センサをシリアルバス接続するセンサ・プラットフォームLSI 多種原理センサをシリアルバス接続するセンサ・プラットフォームLSI
化合物半導体を用いた放射線検出器の研究 化合物半導体を用いた放射線検出器の研究
垂直磁気記録や電子スピンを起源とする巨大磁気抵抗効果膜などの研究 垂直磁気記録や電子スピンを起源とする巨大磁気抵抗効果膜などの研究
ワイヤレスエネルギー伝送のための磁性材料と構造の検討 ワイヤレスエネルギー伝送のための磁性材料と構造の検討

令和3年度の研究(または活動)内容

本研究所は、新規材料の開発とそれを用いた高機能デバイスの実現を目指す研究所で、令和3年8月に設立された。立ち上げ直後に初回のミーティングを行い、設立の経緯の説明と今後の運営方針についてメンバー間で議論を行った。…続きを読む

メンバー

学内メンバー
  • 内野  俊(電気電子工学科 教授)
  • 田河 育也(電気電子工学科 教授)
  • 下位 法弘(電気電子工学科 教授)
  • 齋藤 輝文(電気電子工学科 教授)
  • 新井 敏一(電気電子工学科 教授)
  • 小野寺敏幸(電気電子工学科 准教授)
  • 田倉 哲也(電気電子工学科 准教授)
  • 室山 真徳(電気電子工学科 准教授)

関連研究テーマ等

科研費テーマ等

令和4年度

  • 科学研究費補助金 基盤研究(B)
    「半導体SPECTの急速的普及を果たすTlBrガンマ線イメージングアレイの開発」
    代表:小野寺敏幸
  • 科学研究費補助金 基盤研究(C)
    「テラヘルツ励起による単一電子のコヒーレント制御と機能性素子への応用」
    代表:柴田憲治
  • 科学研究補助金 基盤研究(C)
    「再構成可能な触覚センサシステムを用いた接触評価法の創成」
    代表:室山真徳
  • 科学研究補助金 基盤研究(C)
    「二次元材料の特異な局在プラズモン増強場の解明とその光レクテナへの応用」
    代表:内野俊
  • JKA研究開発補助事業
    「車載用リチウムイオン蓄電池のユニバーサル利用技術の開発」
    代表:下位法弘
  • JKA研究開発補助事業
    「表面増強ラマン散乱を用いた超高感度バイオケミカルセンサーの開発」
    代表:内野俊

令和3年度

  • 科学研究費補助金 基盤研究(B)
    「半導体SPECTの急速的普及を果たすTlBrガンマ線イメージングアレイの開発」
    代表:小野寺敏幸
  • 科学研究費補助金 基盤研究(C)
    「テラヘルツ励起による単一電子のコヒーレント制御と機能性素子への応用」
      代表:柴田憲治
  • 科学研究補助金 基盤研究(C)
    「再構成可能な触覚センサシステムを用いた接触評価法の創成」
    代表:室山真徳
  • JST A-STEPトライアウト
    「表面増強ラマン散乱を利用した超高感度バイオケミカルセンサーチップの開発」
    代表:内野俊
  • JST A-STEPトライアウト
    「省エネルギーかつ高出力な平面発光型UV-C紫外線発光デバイス」
    代表:下位法弘
  • JST A-STEPトライアウト
    「分布型の多種原理・多数個センシングによる対象物識別応用に関する研究開発」
    代表:室山真徳
  • JST COI若手連携ファンド デジタル分野連携研究
    「人体装着型皮膚感覚システムの開発および社会実装と国際貢献への挑戦」
    代表:室山真徳
  • JKA研究開発補助事業
    「車載用リチウムイオン蓄電池のユニバーサル利用技術の開発」
    代表:下位法弘
学内公募研究等

令和4年度

  • 「スモール時系列センシングデータを用いた高性能エッジ機械学習システムの研究開発」(室山 真徳)
  • 「液体窒素温度で動作する高温超伝導マグネット永久電流スイッチの開発」(新井敏一)
  • 「車載用リチウムイオン廃蓄電池を利用したスマートグリッドシステムの実証実験」(下位法弘)

関連リンク