戦略目標：「新原理・新機能・新構造デバイス実現のための材料開拓とナノプロセス開発」
研究領域：「革新的次世代デバイスを目指す材料とプロセス」
研究総括：佐藤 勝昭（東京農工大学大学院 工学府 特任教授）
| 氏名 | 所属機関 | 役職 | 研究課題名 | 研究課題概要 |
| 片山 竜二 | 東京大学大学院新領域創成科学研究科 | 助教 | 極性ワイドギャップ半導体フォトニックナノ構造の新規光機能 | ＧａＮやＺｎＯ、ＣｕＣｌといった極性ワイドギャップ半導体は、非線形光学定数が大きく、励起子が安定に存在し、かつ磁性元素添加により室温強磁性を示すことが知られていますが、これら高次光物性を利用した素子応用研究は少ない状況です。本研究では、これらを用いたフォトニックナノ構造を作製することで物質と光の相互作用を増強し、波長変換素子やポラリトンレーザ、光アイソレータなど光機能素子を創出することを目指します。 |
| 川山 巌 | 大阪大学レーザーエネルギー学研究センター | 助教 | ナノ構造制御した光生成磁束量子デバイスの創製 | 高温超伝導体におけるナノオーダーの微細加工技術を確立し、単一磁束量子デバイスの高集積化および高速化を実現すると同時に、超短パルスレーザー光による磁束生成技術を利用した高速・高機能光インターフェイスを実装します。超伝導デバイス技術を土台として、ナノテクノロジーとテラヘルツ技術を融合することにより、テラヘルツ領域で動作可能な"光生成磁束量子ナノデバイス"の実現を目指します。 |
| 寒川 義裕 | 九州大学応用力学研究所 | 准教授 | オンチップ光配線用窒化物基板の創製とシステム熱設計支援 | 高集積化／電気配線数の増大に伴うスーパーコンピュータの消費電力（発熱）増加に歯止めを掛け、また配線遅延の解消を図るために、高放熱ＡｌＮ基板上に作製されたＡｌＧａＮ光伝送部を含む次々世代光伝送用基板を作製することが本研究の目的です。本光伝送部はＳｉ系ＬＳＩとの貼り合わせによりシステムの完成を目指します。この目的達成に向け、高放熱ＡｌＮ基板の創製、システムの熱設計支援を行います。 |
| 小林 航 | 早稲田大学高等研究所 | 助教 | サーモエレクトロニクスを指向した基礎材料の開発 | 固体の熱電磁現象（ゼーベック効果、ペルチェ効果、ネルンスト効果、エッチングハウゼン効果、トムソン効果、リギレデュ効果）を通して相関する電荷と熱を自在に制御することで、熱エネルギーの一部を仕事に変えたり、デバイス内の微小領域の温度を制御できるサーモエレクトロニクスを提案します。その実現のために酸化物熱整流器の試作をはじめ、基礎材料・素子の開発を行います。 |
| 須崎 友文 | 東京工業大学応用セラミックス研究所 | 准教授 | ワイドギャップ酸化物における界面機能開発 | イオン結合性物質がナノスケールにおいて持つ電気的不安定性を電気的分極の積み重ねという概念でデザインし、ワイドギャップ酸化物を素材として、バルクとは正反対の性質である導電性を局所的に引き出します。これらの酸化物のバルク物性が、電気的・磁気的に極めて不活性であり、電子デバイスの筐体材料としてすぐれた特性を持つことに着目し、絶縁体材料だけから成る新しいトランジスタを開発します。 |
| 竹中 充 | 東京大学大学院工学系研究科 | 准教授 | 光配線ＬＳＩ実現に向けたＧｅナノ光電子集積回路の開発 | 本研究は、Ｓｉ基板上にＧｅトランジスタとＧｅ光検出器を集積化することで超高性能の光配線ＬＳＩの実現を目指すもので、ＬＳＩのスケーリングが限界を迎えた後においても、トランジスタの性能向上やＬＳＩの配線遅延の改善が可能となります。本研究により、現在のスーパーコンピュータをワンチップ化した超高性能ＬＳＩや高度な光信号処理が可能な光ルーターチップなどを実現するための基盤技術を確立することができます。 |
| 中岡 俊裕 | 東京大学生産技術研究所 | 特任准教授 | 量子ドットを用いた単電荷・スピン・光機能融合デバイス | 本研究では、半導体ナノ構造技術、特に量子ドット技術を基盤として、「単電荷」、「スピン」、「光子」といったポストＣＭＯＳ 時代の情報の担い手となるであろう３つの物理量の融合素子の開発に取り組みます。原理的に超低消費電力デバイスである単電子トランジスタを基盤に、光‐電子変換動作、スピン間相互作用を組み込むことで新機能を実現する素子を提案、原理動作の実証を目指します。 |
| 浜屋 宏平 | 九州大学大学院システム情報科学研究院 | 助教 | Ｓｉ系半導体ナノ構造を基礎とした単一電子スピントランジスタの開発 | 本研究では、シリコンＬＳＩ技術におけるスケーリング則の限界という課題を克服するために、電子のスピンを積極的に活用した動作原理に基づく半導体デバイスの開発を行います。実験的に考案した究極の低消費電力スピントロニクスデバイス『単一電子スピントランジスタ』を、既存のシリコンテクノロジーと整合した素子構造へと発展させ、高性能化および新機能の創出を目指します。 |
| 福村 知昭 | 東北大学金属材料研究所 | 講師 | ワイドギャップ強磁性半導体デバイス | 光触媒性や透明導電性を持つ酸化物半導体である二酸化チタンに少量のコバルトをドーピングすると室温強磁性が発現します。このコバルトをドープした二酸化チタンの中にある電子の電荷とスピンを電気や光を用いて制御し、強磁性のスイッチングなどスピントロニクスのデバイス実証を試みます。さらに、将来のエレクトロニクスに役立つと期待される半導体スピントロニクスデバイスが室温で身近に使えるようになることを目指します。 |
| 水落 憲和 | 筑波大学大学院図書館情報メディア研究科 | 講師 | ワイドギャップ半導体中の単一常磁性発光中心による量子情報素子 | 量子通信・量子コンピューティングのためには量子もつれ状態（エンタングル状態）を生成できる多くの量子ビットを持った素子を実現し、量子情報処理を安定的に精度良く行う必要があります。本研究ではダイヤモンドやほかのワイドギャップ材料中の単一常磁性発光中心を研究し、それらの特性を生かして、数量子ビットによる量子もつれ状態を用いた演算・記録および単一光子発生を行える素子の実現を目指します。 |
＜総評＞ 研究総括：佐藤 勝昭（東京農工大学大学院 工学府 特任教授）
本研究領域は、ＣＭＯＳに代表される既存のシリコンデバイスを超える革新的な次世代デバイスの創成を目指す新しい材料の開拓およびプロセスの開発を目的として、平成１９年度から募集を開始しました。募集に当たっては、スピン、軌道状態、準粒子、ボルテクス、光位相などさまざまな物理量、あるいは、それらの複合体の制御・輸送・蓄積に関する独創性あるアイデア、そしてその応用において魅力的な発展性が期待される研究提案を対象としましたが、昨年度の応募はスピントロニクスの分野からの提案が多く申請されました。
今年度は、より広い分野からの提案を期待して応募を呼びかけてまいりましたところ、本研究領域の公募に対して、広範な研究分野から計９８件の応募がありました。これらの研究提案を１１名の領域アドバイザーと１名の外部評価者のご協力を得て書類選考を行い、研究提案２５件を面接対象としました。面接選考に際しては、研究構想が本領域の趣旨に合っていること、特に、研究計画が高い独創性と新規性を有し、挑戦的であること、将来の産業化が期待できること、また提案者が明確な目的意識を有していることを重視して厳正な審査を行いました。
選考の結果、平成２０年度は、単電子スピンデバイス、光配線をめざす半導体、ワイドギャップ磁性半導体、超伝導ナノ構造、サーモエレクトロニクス材料など広い分野の研究提案の中から１０件が採択となりました。いずれも新しい発想に基づく意欲的な研究課題であると考えております。採択されなかった提案、また書類選考の段階で面接選考の対象とならなかった提案の中にも、重要な提案や独自性の高い提案が数多くありました。ただ、重要であっても、本領域の趣旨に合わないもの、提案者自身の独自性が疑われるもの、独自性はあっても出口への研究展開が不明なものは、不採択としました。これらの提案者に関しては、今回の不採択理由を踏まえて提案を練り直して再挑戦して頂くよう呼びかけたいと思います。
来年度も、次世代の革新的デバイスを目指す材料とプロセスの探索という視点から、募集を行う予定ですので、本年度以上に夢のある、独創的で優れた研究提案に期待しています。