| 本研究チームは、希土類元素化合物の半金属と化合物半導体とのヘテロ構造の作製とその光磁気機能、磁気伝導機能の制御、および金属ナノ粒子と絶縁体の複合材料における非線形光学特性の制御を目的としている。これまで材料作製とその特性評価・解析に関する研究が進んだ。有機金属気相エピタキシャル成長に必要な有機金属原料の開発とその高純度化、ナノスケールで構造と電子状態を評価する方法の確立、ナノ粒子評価法の確立、ナノ粒子複合体に特有の超高速非線形光学応答の観測などに成果を上げている。また、半金属のバンド構造制御による物性・機能制御の可能性を支持する理論結果も得られている。 |
| 本研究チームは成長グループ（名大）、物性評価グループ（名大）、金属粒子グループ（産総研中部センター）、理論グループ（名大）の４つのグループからなる。本プロジェクトの柱の１つであるErP／InPエピタキシャル成長については、Erソースの純度に問題が有り、それが影響して所期の成果が得られていない。しかし、EXAFS（X線吸収広域微細構造，extended X-ray absorption fine structure）の研究から、希土類元素材料として用いる有機金属分子から不純物（酸素）が混入することを発見し、これを契機に新しい有機金属材料の開発を研究の一部に加え、これによってEr(EtCp)3やEr(IprCp)3という優れた材料の開発に成功した点は評価できる。これらを用い結晶成長研究の遅れを早急に取り戻して欲しい。 |
| 4f電子を利用するデバイスに向けてはErP／InPエピタキシャル成長がネックで良質の半導体／半金属ヘテロ接合の製作が遅れているため、未だインパクトを評価する段階にはないのが残念である。しかし、磁性半導体における磁化特性の説明等の一部の成果は出ている。金属ナノ粒子／絶縁体複合材料については金属微粒子のサイズ分布の新しい評価方法、寸法精度の高いナノ粒子およびその分散技術の進展、金微粒子のエネルギー散逸機構などの個々のテーマについては興味有る成果が出ている。 Ｘ線CTR（Crystal Truncation Rod）散乱法（X線表面散乱法とも言う）による極薄膜の組成分析、STS（走査型トンネル分光法，scanning tunneling spectroscopy）によるバンドギャップ測定法など評価方法としてはすぐれた成果が出ており、今後の研究に大いに資すると考えられる。 |
| 半金属／半導体ヘテロ構造関係は所期の特性を測定できる状態ではないため評価できないが、半金属／半導体ヘテロ接合を基本にしたこのような材料の研究は世界的に見てこのグループ以外では行われていないので、そのポジションを大いに利用して今後の加速に期待したい。
金属ナノ粒子関係は着実に研究が行われている。ナノ粒子関連では非線形光学特性も含め、世界中でおびただしい数の研究が行われている。しかし粒子サイズをよく同定しながら行っているという点で世界レベルにあるといってよい。 |
| 本研究期間中に実用的なデバイスの作製を求めるものではないが、半導体／半金属ダブルヘテロ構造についての応用イメージを今後明確にして欲しい。金属ナノ粒子による非線形光学素子はいわば素材であり、発光機能や制御機能がないこと、半導体レーザとの集積の可能性のないことから成果としては限定的な応用に留まるのではないかと思われるが、其の有用性の実証も必要であろう。 いずれにしても本研究が他の競合技術に対してどのような優位性を持っているかを検証し、その分野に向かって研究の方向付けが求められる。 |
| 基本となるErP／InP系の成長に問題があり、これが全体計画の遂行にやや不安材料を与えているが、今後高純度の新規ソース材料を用いることにより所期の目標達成に向け全力を尽くして欲しい。良質の半金属／半導体ヘテロ接合が実現すれば、評価体制は万全なので大きな成果が期待できる。 しかし、目標達成のためにもう少し研究テーマの絞り込みが必要と考えられる。例えば、ErP結晶成長の問題が解決したならば、STM（走査型トンネル顕微鏡，scanning tunneling microscope）／STS（走査型トンネル分光法，scanning tunneling spectroscopy）による評価も本来のErP／InPにおいて結果を出し、理論解析もGaMnAsの成果をErP系に適用した結果を出すなど、研究全体として一つの方向性を出す必要があろう。 研究体制は妥当ではあるが、磁性半導体の理論解析と実験グループとのより緊密な連携が望まれる。 |