日比野浩樹
機能物質科学研究部では、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、GaAsやGaNをはじめとする典型的な化合物半導体から、グラフェンなどの二次元構造物質、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まで至り、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ベースに、最先端の研究を推進しています。
この1年では、ミリメートルサイズの膜厚1層の単結晶グラフェン薄膜のCVD成長に成功したほか、六方晶窒化ホウ素（h-BN）の劈開性を利用してGaNベースの薄膜素子を基板から剥離して転写させる技術を発展させ、電子デバイスにおける自己発熱効果の抑制を達成しました。また、東レ株式会社と共同で昨年度実用化した、着衣により生体信号を高感度に取得できる機能性生体電極「hitoe」がGOLDWIN社から商用化されました。
藤原 聡
量子電子物性研究部では、半導体、超伝導体、あるいは異種材料ハイブリッド系の新規物性を開拓し、将来のICT社会に大きな変革をもたらす固体デバイスの創出を目指しています。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ベースとなる「ものづくり」技術を軸足に、単電子、メカニクス、量子、電子相関、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・極限デバイスの開発に挑戦しています。
今年は、一次元フォノニック結晶の動的制御、核磁気共鳴による強磁場中ウィグナー結晶の観測、シリコン中の単一トラップ準位を介した高速単電子転送、超伝導量子ビット・ダイヤモンド複合系におけるダーク状態の観測などに成功しました。また、電気機械共振器における2モードスクイージング、シリコンにおける直接光学遷移の電界制御、グラフェンにおけるエッジマグネトプラズモン共鳴などの研究でも進展がありました。
後藤秀樹
量子光物性研究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。
量子光物性研究部のグループでは、半導体量子ドットやナノワイヤなどのナノ構造における光物性研究、極微弱な光の量子状態制御と量子情報への応用、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おこなわれています。
この1年で、アト秒光パルス技術を用いて、世界最速レベルのシャッタースピードで動く電子のストロボ撮影に成功しました。また、極低暗計数超伝導光子検出器による量子鍵配送や、実験で検証可能な条件を仮定した量子暗号の理論研究などでも進展がありました。その他、Si系集積回路および酸化エルビウムにおける量子的光学特性の解明や自己触媒法を用いた新しい半導体ナノワイヤのヘテロ構造の作製に成功しております。
納富雅也
ナノフォトニクスセンタは、ナノフォトニクス技術を駆使して、様々な機能をも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、2012年4月に設立され、現在、NTT物性科学基礎研究所およびNTT先端集積デバイス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構成されています。
本年は、ナノフォトニクス集積技術の成果として、フォトニック結晶ナノ共振器を高密度に集積することにより100ビットを超える光RAM（ランダムアクセスメモリ）を実現したほか、新しい技術分野として、半導体ナノワイヤとプラズモニックナノアンテナの結合系による発光増強、カーボンナノチューブを装荷したフォトニック結晶共振器によるラマン増強、といった成果もあがりました。また、デバイス応用分野においては、シリコン基板上に作製したフォトニックナノ共振器レーザの室温連続発振を達成し、三次元多層導波路構造を用いた空間モード分波器も実現しております。