機能物質科学研究部 |
日比野浩樹 |
| 機能物質科学研究部（物質部）では、原子・分子レベルで物質の構造を制御することにより、新しい物質や機能を創造し、物質科学分野における学術貢献を行うとともに、情報通信技術に大きな変革を与えることを目指しています。 この目標に向かって、3つの研究グループが、広範囲な物質を対象として研究を進めています。その範囲は、窒化物半導体、グラフェンから、酸化物高温超伝導体、さらには、受容体タンパク質などの生体物質に至り、高品質薄膜成長技術や物質の構造と物性を精密に測定する技術をもとに最先端の研究を推進しています。 この1年では、従来絶縁体と考えられてきたノンドープの銅酸化物に超伝導を発現させるアニール処理が、ミクロにどのような状態変化をもたらすのかを明らかにするとともに、ダイヤモンド基板上での立方晶BN単結晶薄膜の成長およびCo薄膜上での六方晶BN単層膜の成長に成功しました。また、東レ株式会社と共同で、着衣するだけで生体信号を高感度に取得できる機能素材「hitoe」の実用化に成功しました。 |
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量子電子物性研究部 |
藤原 聡 |
| 量子電子物性研究部（物性部）は、将来の情報通信技術に大きな変革をもたらす半導体や超伝導体を用いた固体デバイスの研究を推進しています。高品質薄膜結晶の成長技術やナノメータスケールの微細加工技術など「ものづくり」技術を開発しながら、単電子、メカニクス、量子、スピンなどの新しい自由度に基づく物性の探索を行い、それらを利用した低消費電力デバイス、量子情報処理デバイス、高感度センサなどの革新デバイスの創出を目指しています。 今年は、電気機械共振器におけるフォノンレージング、結合機械共振器でのフォノンのコヒーレント操作、超伝導・ダイヤモンドハイブリッド量子系における量子状態の保存と読み出しに成功いたしました。また、InAs/GaSbヘテロ接合における２次元トポロジカル絶縁相の観測、単電子転送の精度評価と機構解明、RF-FETセンサの室温動作、ゲートオーバラップ型InAsナノワイヤFETの高電流駆動などの研究で進展がありました。 |
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量子光物性研究部 |
寒川哲臣 |
| 量子光物性研究部（量光部）は光通信技術や光情報処理技術に大きなブレークスルーをもたらす革新的基盤技術の提案、ならびに、量子光学・光物性分野における学術的貢献を目指して研究を進めています。 量光部のグループでは、半導体量子ドットやナノワイヤなどのナノ構造光物性研究をベースにして、極微弱な光の量子状態制御、高強度極短パルス光による新物性探索、超音波やフォトニック結晶を応用した光物性制御などの研究が行われています。 この１年で、フォトニック結晶共振器を数百個結合した結合共振器光導波路中のスローライト効果を用いて単一光子バッファを実現することに成功しました。また、実環境下での90 km量子鍵配送システムの長期安定性の検証実験や光格子中の冷却原子を用いた量子クラスタ状態生成法の理論研究などでも進展がありました。その他、コヒーレントフォノンを用いた量子ドット励起子の発光制御およびダブルオプティカルゲート法を用いた炭素K吸収端（284 eV）領域の単一アト秒パルス発生にも成功しております。 |
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ナノフォトニクスセンタ |
納富雅也 |
| ナノフォトニクスセンタ(NPC)は、ナノフォトニクス技術を駆使して、様々な機能を持つ光デバイスを大量・高密度に集積する大規模光集積技術の確立、および光情報処理の消費エネルギーの極限的な低減を目指す革新研究を行うために、物性科学基礎研究所、フォトニクス研究所及びマイクロシステムインテグレーション研究所の中でナノフォトニクスに関わる研究チームにより、2012年4月に設立されました。 本年は、光集積技術に関する研究では、III/V族半導体ナノワイヤとシリコンフォトニック結晶による新しいタイプのナノ共振器の形成、さらにモード多重伝送用ファイバとの接続をめざしたシリコン基板上多層配列導波路の実現に成功しました。また、ナノ光デバイスの研究として、ナノ光受光器の実現、電流注入レーザにおける極低消費エネルギー動作を達成をしました。さらにフォトニック結晶ナノ共振器中の量子井戸構造の発光を高速化することにも成功しました。 |
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