研究室のテーマ
ナノ物質・構造のデバイス化により、新しい量子物性・機能を引き出す！
本研究室では、ナノ材料とデバイス開発をキーワードとして、様々なナノ材料の創製やナノ材料を用いた新機能デバイス開発、デバイス構造作製によるナノ材料の物性解明に関する研究を行っています。ナノ材料は、その微小な構造によって、閉じ込め効果、トンネル効果、重ね合わせなどの様々な量子現象が発現することから、バルク材料では現れない新たな量子物性が発現します。本研究室では、微細加工技術を用いて1個のナノ材料も測定可能なナノデバイスを作製し、ナノ材料に現れる新しい物性を電気測定技術・光学測定技術を駆使して観測するとともに、そのような量子デバイスを様々な分野へ実用化する研究も進めております。
本研究室では、現在最も注目されているナノ材料の一つであるカーボンナノチューブやグラフェンといったナノカーボン材料をはじめ、微細加工や化学プロセスで作製した半導体や金属のナノワイヤーや量子ドット、ポリマー材料などのナノ材料を用いています。それらをデバイス化することで、
・発光素子、受光素子(集積光デバイス、シリコンフォトニクス)
・量子光デバイス(量子暗号)
・量子輸送デバイス(量子コンピュータ)
・超伝導量子デバイス(量子暗号、量子コンピュータ)
・ディスプレイデバイス
・トランジスタ
等のナノデバイスを新たに開発し、ナノ材料に現れる特異な量子物性の解明や機能発現に関する研究を進めています。さらに、これらのナノデバイス技術を、量子コンピュータや量子暗号などの量子情報技術や集積光・電子デバイスへと応用する研究も進めています。これらの研究の一部は、企業との共同研究により、実用化に向けた研究にも取り組んでいます。研究室には、ナノオーダーで制御が可能なデバイス作製装置や電気測定・光学測定等の測定環境が整っており、各学生が自由な雰囲気で、世界最先端の研究を行っています。
具体的な研究例（クリックすると詳細が見られます。）
ナノ材料による量子光デバイス、光電子デバイス(量子暗号、集積光デバイス、量子物性)
・カーボンナノチューブ室温、通信波長帯単一光子光源
・シリコンチップ上、高集積、超高速ナノカーボン発光素子
・カーボンナノチューブEL発光素子
・ナノカーボン受光素子
・ナノカーボン材料での可変バンドエンジニアリング
カーボン系ナノ材料による電子デバイス、量子電子デバイス(量子暗号、量子コンピュータ、量子物性)
・超微細超伝導ナノワイヤーデバイス
・CNT量子ドットデバイス
・二重結合量子ドット
・電界効果トランジスタ
新しいナノ材料を用いた量子デバイス、機能デバイス開発(量子コンピュータ、ディスプレイ、量子物性)
・Auナノワイヤーを用いた量子ドットデバイス
・エレクトロクロミック材料を用いた電子ペーパーデバイス
・強磁性化したPd微粒子による二次元超格子作製と電気的磁性検出