加藤 雄一郎

カーボンナノチューブ量子発光中心のオンデマンド集積で創る光量子回路

グラント番号：JPMJCR25A1

研究代表者：加藤 雄一郎

主たる共同研究者

白木 智丈	九州大学 大学院工学研究院　准教授
牧 英之	慶應義塾大学 理工学部　教授

研究概要

量子技術の普及には常温常圧での動作が鍵になります。本研究では、通信波長帯の単一光子源である分子修飾カーボンナノチューブの発光中心を集積フォトニクスに組み込み、室温で動作する光量子回路の実現に取り組みます。単一の発光中心を生成・識別・転写する技術を開発して材料・デバイス・回路各階層の優位性を統合し、通常環境下で光量子を制御し出力するというナノ物質半導体回路ならではの機能を示すことを目指します。

齊藤 英治

複雑量子ナノ物性の開拓とグラフェン極限学習デバイス

グラント番号：JPMJCR25A2

研究代表者：齊藤 英治

主たる共同研究者

Ｅｍｄｉ Ｇｅｉｌ	理化学研究所 創発物性科学研究センター　特別研究員
岡本 敏	住友化学（株） コーポレート研究業務部　研究企画統括
バウアー ゲリット	東北大学 材料科学高等研究所　教授

研究概要

研究者らは、グラフェンの極めて高い伝導電子コヒーレンスがもたらす電気変調可能な量子干渉伝導が高い知的情報表現力を示すことを実験的に見出し、これが物理量子極限学習をスケーラブルな物理系として実装するための経路となることを明らかにしました。これをもとに、原子層半導体が秘める未開拓の知的能力を覚醒させる新たな学理「複雑量子物性」を切り拓き、革新的な物理極限学習集積デバイスの実現を目指します。

野村 政宏

2次元材料の熱現象を活用した革新的熱管理デバイスの実現

グラント番号：JPMJCR25A3

研究代表者：野村 政宏

主たる共同研究者

井手上 敏也	東京大学 物性研究所　准教授
黒山 和幸	東京大学 生産技術研究所　准教授

研究概要

高熱伝導性を誇るグラフェンと設計自由度の高い遷移金属ダイカルコゲナイド系を組み合わせた革新的熱管理デバイスを開発します。フォノン流体力学に立脚した新しい熱機能デバイスの開発や、二次元材料の熱特性の動的制御技術開発、熱電子冷却を用いたハイブリッド二次元材料熱管理デバイスの開発を行い、電子と熱フォノン輸送の能動的制御に基づく高度な二次元材料熱管理基盤技術を開発します。

松尾 豊

化学機能化ナノ炭素材料を用いた光電変換薄膜素子

グラント番号：JPMJCR25A4

研究代表者：松尾 豊

主たる共同研究者

尾坂 格	広島大学 大学院先進理工系科学研究科　教授
黒川 康良	関西大学 システム理工学部　教授
野田 優	早稲田大学 先進理工学部　教授
野々口 斐之	京都工芸繊維大学 材料化学系　教授
村岡 梓	日本女子大学 理学部　教授

研究概要

フラーレンやカーボンナノチューブ（CNT）などの低次元ナノカーボン材料の化学的な機能化を基盤として、次世代太陽電池などの薄膜光電変換デバイスの開発を行います。高い導電性、耐久性、電荷選択性、軽量性、コスト面での優位性を備え、大面積・フレキシブルなCNT薄膜透明電極を開発します。それを用いた高効率で耐久性や意匠性に優れた有機薄膜太陽電池、ペロブスカイト太陽電池およびセンサーデバイスを開発します。

宮内 雄平

ナノ物質集積半導体の熱光工学基盤確立と発電応用

グラント番号：JPMJCR25A5

研究代表者：宮内 雄平

主たる共同研究者

久保 貴哉	東京大学 先端科学技術研究センター　特任教授
蓬田 陽平	北海道大学 電子科学研究所　准教授

研究概要

カーボンナノチューブ（CNT）や量子ドット等のナノ物質半導体を集積した熱光工学デバイスの技術基盤を確立します。超高純度単一構造CNTの均質な集積成膜と複層構造化により、1200K程度の中温域で近赤外光子を効率よく放出できる波長選択熱エミッタを実現します。同時に、安価で高性能な量子ドット近赤外光起電力素子を開発し、それらを組み合わせ、低コストで高効率な中温域用熱光発電デバイスの創成を目指します。