研究概要

電子デバイスの構造には様々な界面が内在しています。代表的な電子デバイスである電界効果トランジスタの場合、電極から電極／半導体界面を通って電荷キャリア（電子など）が注入され、注入されたキャリアは半導体／絶縁体界面の近くを動いて、最終的に反対側の電極へと抜けていくことで電流が流れます。従って、これらの界面を理解しうまく制御することで、電子デバイスの性能向上や新しい機能の付与が可能になります。また、逆の視点に立つと、デバイスの特性を調べることで、界面現象そのものについて調査可能であると考えることができます。当研究室では、デバイス構造による界面物性の理解、および、界面制御によるデバイスへの新機能付与を目指した研究を行っています。

また、最近では原子レベルの薄さを有する物質群（原子層物質）が手に入るようになってきました。代表的なものとして、黒鉛（グラファイト）の単原子層のみをはがして得られるグラフェンが知られています。原子層物質は究極的に薄いという構造的特徴を持っており、構成原子のほとんどが表面に属するため、周囲環境からの分子吸着などといった表面現象の影響を強く受けます。当研究室では、そのような表面現象を制御するツールとしてデバイス構造を用いるという、基礎科学的に新しい方法論「電界効果表面科学」の確立を目指しています。

 

現在の主な研究テーマ

電界効果による表面科学現象の制御学理の構築

スイッチャブル電極界面を利用したメモリ素子・タッチセンサの原理実証

原子層膜への電極界面の基礎的理解と制御

有機半導体への電極界面の基礎的理解と制御

有機半導体素子の周囲環境分子効果の解明

 

研究プロジェクト（研究代表者）

2023.4-2024.3 一般財団法人パロマ環境技術開発財団 2022年度研究助成金「原子膜検知層を用いた低温動作ガス漏れセンサーの開発」

2022.4-2025.3 科学研究費補助金 基盤研究(B)「原子層半導体のエッジ選択的終端化とその効果の解明」

2021.4-2022.3 公益財団法人村田学術振興財団 第37回（2021年度）研究助成「原子層半導体のエッジ状態の理解と選択的終端化技術の開発」

2020.12-2024.3 科学技術振興機構 戦略的創造研究推進事業 さきがけ「原子層ホットエレクトロントランジスタによる低温高効率反応誘起」

2019.4-2022.3 科学研究費補助金 基盤研究(B)「原子層半導体のエッジエンジニアリング」

2017.10-2021.3 科学技術振興機構 戦略的創造研究推進事業 さきがけ「電界効果表面化学によるナノシート触媒能の精密制御」

2016.4-2018.3 科学研究費補助金 新学術領域研究 公募研究「複合原子膜積層系の液相形成と層間相互作用エンジニアリング」

2016.4-2017.3 公益財団法人稲盛財団 2015年度研究助成「分子スケールのスイッチング層を用いたタッチングセンサー原理の実証」

2014.9-2015.8 公益財団法人日揮･実吉奨学会 2014年度研究助成「遷移金属ダイカルコゲナイドの欠陥制御による高速原子膜トランジスタの創製」

2014.7-2016.3 科学研究費補助金 新学術領域研究 公募研究「室温・大気中グラフェンナノリボン合成とトランジスタ応用」

2014.7-2015.6 公益財団法人村田学術振興財団 第30回（平成26年度）研究助成「構造乱れを導入した自己組織化単分子膜の外場応答スイッチング」

2014.6-2015.5 公益財団法人徳山科学技術振興財団 平成26年度研究助成「遷移金属ダイカルコゲナイドへの電極接合の理解と制御」

2014.4-2015.3 公益財団法人関西エネルギー・リサイクル科学研究振興財団 平成25年度若手奨励研究「室温動作する低消費電力グラフェンCMOS論理回路の開発」

2013.4-2015.3 科学研究費補助金 挑戦的萌芽研究「金属／有機半導体界面を利用した大面積高感度フレキシブル圧力センサの開発」

2013.4-2014.3 平成25年度大阪府立大学若手研究者シーズ育成事業「高速動作を可能にする新規構造有機トランジスタの検証」

2013.1-2013.12 公益財団法人JFE21世紀財団 2012年度技術研究助成「電極接触抵抗低減によるグラフェントランジスタの省電力化」

2011.10-2012.9 独立行政法人科学技術振興機構 戦略的創造研究推進事業 先端的低炭素化技術開発(ALCA) 研究開発課題探索（探索ステージ）「電界効果分子スイッチを用いた新規メモリ素子の開発」

2008.4-2010.3 科学研究費補助金 若手研究(B)「自己組織化単分子膜のコンダクタンス・スイッチング」

2007.10-2008.9 財団法人新世代研究所 2007年度研究助成「明確なグラフェン／金属接合系の創製とキャリア輸送特性制御」