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。

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

人工原子の作製と制御による高機能デバイスの実現

パンフレットはこちら

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

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

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

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

令和5年度の研究（または活動）内容

まず、昨年度から継続して、構成メンバー間の活発な交流や、効率的な研究の推進、研究費の有効活用などを目的として、構成メンバーが各自の研究室に所有する実験機器の共同利用を推進した。本年度は新たに真空型グローブボックスなどが追加され、計50近い実験設備とシミュレーションソフトウェアが共同利用可能な状況となった。…続きを読む

令和4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。２年目に入った本年度も研究所ミーティングを行うことで共用利用設備のさらなる充実と利用の推進を図る一方で、共用装置の利用や構成メンバー間の共同研究なども活性化した。…続きを読む

過去の研究（または活動）内容: 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）
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（電気電子工学科教授）