新規採択研究代表者・個人研究者および研究課題概要戦略創造プログラム

新規採択研究代表者・個人研究者および研究課題概要
戦略創造プログラム

戦略目標
「情報処理・通信における集積・機能限界の克服実現のためのナノデバイス・材料・システムの創製」
　　研究領域「超高速・超省電力高性能ナノデバイス・システムの創製」

氏名	所属機関	所属学部・学科など	役職	研究課題名	研究課題概要
秋山　英文	東京大学	物性研究所	助教授	量子細線レーザーの作製とデバイス特性の解明	構造均一性の極めて高い半導体量子細線を用いて、量子細線レーザーを作製し、低発振閾値電流や高微分利得などの超高速・超省電力に直接結びつく高性能化の実証を行います。また、量子細線の擬１次元系に特徴的な物性・デバイス特性を解明するための物理計測を詳細に行い、量子細線レーザー発振の起源･特性および擬１次元系高密度電子・正孔状態での多体電子相関とそれが引き起こす光学過程の新効果・新現象を、実験と理論の両面から明らかにします。
安達　千波矢	千歳科学技術大学	光科学部	助教授	有機半導体レーザーの構築とデバイス物理の解明	本研究では、次世代有機発光デバイスの展開として"有機半導体レーザー"の実現を目指します。更に、有機半導体物理形成の観点から、高電流励起下での有機半導体中の電荷・励起子ダイナミクスを明らかにすることをサブテーマとします。有機半導体は、新産業として大きな可能性を秘めていると共に、学問的にも新しい有機半導体デバイス物理を形成できる重要な時期に差し掛かっており、本研究では有機半導体レーザー発振を実現するためのメカニズム解析を固めると共に、低閾値の電流励起レーザー発振を目指します。
荒井　滋久	東京工業大学	量子効果エレクトロニクス研究センター	教授	低次元量子構造を用いる機能光デバイスの創製	半導体レーザは、光を増幅する機能を担う活性層を極微化して量子効果を顕著にすることにより、従来にない低消費電力動作をする可能性があります。本研究では、リソグラフィーと低損傷エッチングおよび埋め込み再成長プロセスを用いて、高品質の低次元量子構造およびこれを用いる高性能レーザの実現を目指します。さらに、人工異方性形状の低次元量子構造の実現と、これを用いる新しい機能光デバイス開発の可能性をさぐります。
大谷　俊介	電気通信大学	レーザー新世代研究センター	教授	多価イオンプロセスによるナノデバイス創製	低エネルギー多価イオン１個を半導体表面などに照射すると、入射点にナノメーターサイズの明瞭なドット構造が生成されます。そのサイズはイオン種により制御可能で、各イオン照射ごとに均一なサイズと量子構造を持つことが観察されました。本研究では、この多価イオンのもつ革新的なプロセス能力を活用し、単一イオン入射を制御しながら量子ドットを周期的に配列させる技術を開発し、新しい(光)機能性素子の創製を目指します。
河口　仁司	山形大学	工学部	教授	シフトレジスタ機能付超高速光メモリの創製	本研究では、二次元アレイ偏光双安定面発光半導体レーザの各々のレーザに光信号を１ビットずつ記録し、必要なタイミングで読み出すことにより、これまで実現が困難とされていた全光型超高速光パケットメモリの実現を目指します。特に、二次元アレイ内で信号を転送・記録できるシフトレジスタ機能に重点をおいて研究します。これにより全光型でのパケット単位のルーティングが実現でき、光通信システムの超高速化が期待できます。
小柳　光正	東北大学	大学院工学研究科	教授	共鳴磁気トンネル・ナノドット不揮発性メモリの創製	エネルギーバンドの状態、トンネル電子のスピン状態、電荷状態を考慮した非対称トンネル効果に基づく新しい「共鳴磁気トンネル・ナノドット不揮発性メモリ」を提案します。また、実際に素子を試作して基本動作の確認を行うとともに、これらのメモリを用いたメモリベースの超高速・超省電力回路とアーキテクチャの検討も行います。試作素子の動作確認に成功すれば、実現が難しいとされていた高速・低電力のテラビット・ランダムアクセスメモリ(RAM)の可能性が初めて示されることになります。
新田　淳作	NTT物性科学基礎研究所	機能物質科学研究部	グループリーダ	半導体スピンエンジニアリング	本研究では、半導体量子ドット超格子構造や、ナノスケールでの半導体ヘテロ構造設計により、第三電極を用いた電子スピンの量子力学状態の自在な電気的制御方法を開発し、非磁性半導体中に高機能スピンデバイスの実現を目指します。電子スピンのゲートによる制御方法や機能化が確立した場合、超高速・超省電力高性能を有する量子コンピュータの基本デバイスへと発展させることができます。
藤巻　朗	名古屋大学	大学院工学研究科	助教授	単一磁束量子テラヘルツエレクトロニクスの創製	将来のネットワーク基幹デバイスには、現在より２桁大きい処理能力とともに、システムとしての省電力化が要求されます。本研究ではこの目的を達成するため、本質的に高速低消費電力である高温超伝導単一磁束量子回路をベースに光インターフェイス技術等を取り入れ、未踏領域であるテラヘルツエレクトロニクスの確立を多方面から目指します。これらにより、イメージングシステムやＡＤ変換器のほか、高度信号処理回路への応用が期待できます。
古屋　一仁	東京工業大学	大学院理工学研究科	教授	超ヘテロナノ構造によるバリスティック電子デバイスの創製	本研究では、半導体、金属そして絶縁体と大きく異なる物質を、立体的かつナノメートルサイズで組み合わせた"３次元超ヘテロナノ構造"を創製し、バリスティック走行による超高速性、極小化による低消費電力性をもつ新しいデバイスを実現します。さらにこの構造内で発現可能な電子波面情報処理機能およびテラヘルツ増幅機能のデバイス応用を探求します。
吉川　明彦	千葉大学	電子光情報基盤技術研究センター	センター長（工学部教授）	InN系窒化物ナノデバイス／ナノプロセスの分子線エピタキシ法による新展開	最近、InNのバンドキャップが約0.75eVであり、窒化物系半導体は光通信波長領域までもカバーしうることが明らかにされました。本研究では、InNをベースとした窒化物系材料の「超薄膜・超急峻界面制御」分子線エピタキシ法ナノプロセス技術を開発します。これにより、InN系ナノ構造本来の物性を発現させ、近未来の大容量・超高速画像環境情報を支える、光通信波長域レーザ、超高速光制御素子、そして超高速・超省電力電子素子開発の可能性を検討します。

総評　：　研究総括　　榊　裕之（東京大学生産技術研究所　教授）

　近年の情報通信技術の目覚しい発展は、超高速の通信用トランジスタ、超高集積・低消費電力型のLSI、多様な機能を持つ高性能レーザなど、様々なデバイスの驚くべき進歩によって達成されてきた。こうしたデバイス・システムの実現のために、既にナノメートル級の超薄膜構造が随所に活用されており、ナノテクノロジーが駆使されてきたと言っても過言ではない。今後、情報通信技術の質を一段と高めるには、従来のデバイス構造を極限的に微細化するだけでなく、様々な個性を備えた物質群の中から、最も適した材料を選び、斬新なナノ構造に形成し、これをデバイス内部に巧みに取り込むことにより、デバイスの機能・応答速度・消費電力などを飛躍的に高める必要がある。本研究領域では、こうした試みの推進を目指している。
　今回の公募に対して、37件の研究提案の応募があった。まず、提案書類を基にした１次審査を行い、合議の結果17件を選考した。続いて、口頭説明と質疑を基に、２次審査を行い、最終的に10件の研究提案を採択した。今回の選考に当たっては、対象とするデバイス構造の実現に必要となる要素技術に関して、これまでどんな準備や実績を積んできたかを考慮するとともに、今後の発展を支配する主要な技術課題に如何に取り組み、それが達成された際に、当該のデバイス・システム分野にどのような影響を与えるかに関し、明確な問題意識を持っている提案を優先した。また、研究経費に関しても、研究の狙いを吟味・厳選し、中核的な目的に研究資源を集中させるタイプの研究計画を優先した。
　わが国には、優れたデバイス研究者が多く存在することを反映し、応募のあった提案の研究対象は、半導体に限らず、金属・磁性体・超伝導体・有機物にも及んでおり、さらにその多くが高いレベルを備えていたため、１次審査も２次審査も極めて困難なものとなった。
　結果として採択された研究課題は、本研究領域が目指す情報処理や通信システムの高速化、省電力化、高性能化を飛躍的に進めるデバイス・システムの創製において、素晴らしい成果を上げてくれるものと期待している。

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This page updated on October 31, 2002