本センターでの研究開発【物質と材料】
本センターでは、多種多様な物質を研究開発対象とし、目指すべき材料技術を獲得するための研究開発を進めています。
まず、機能性材料の代表的なものは、半導体です。半導体には、電子輸送特性を利用し、電流を制御するスイッチや、 物質を識別するための化学センサとしても応用されます。また、半導体は、発光・受光、すなわち、照明、ディスプレーなどの 様々な光を発する機器で利用されると共に、光を感じるセンサや太陽電池としても応用されます。光を発する材料には、物質中に光を発する構造を 作り込んた材料である蛍光材料があり、また、レンズに代表される様な光学材料があります。また、光や電子の機能を発現するための手段として、微細構造を付与するという手段が あります。ナノサイズのアンテナとも言えるメタマテリアルなどのナノ構造がその典型例です。さらに、コンデンサなどの電子部品や精密位置決めのための モーターを駆動する圧電体などの絶縁材料があります。さらに、分子を捉える、あるいは、イオンを輸送するなどの化学的な機能を発揮する材料もあります。
本センターでは、従来にない高機能を発現する新物質の探索から、優れた材料を素子として応用するための技術に至るまで、様々な観点での材料開発が進められています。
本センターでの半導体、特に電子輸送に着目した半導体の研究開発をご紹介します。
パワーエレクトロニクス半導体
高電圧の電力制御のためのワイドバンドギャップ半導体の開発を進めています。
酸化ガリウムなどのワイドバンドギャップ酸化物の結晶成長と素子化
担当：超ワイドギャップ半導体グループ 大島 祐一・大島 孝仁
半導体ダイヤモンドのパワーエレクトロニクス応用
担当：超ワイドギャップ半導体グループ 小泉 聡
化学センサー用半導体
半導体表面の化学的な活性を利用したセンサ用半導体の開発を進めています
酸化亜鉛などの薄膜センサ材料
担当：電子セラミックスグループ 安達 裕・齋藤 紀子
窒化物半導体のセンサ応用
担当：次世代半導体グループ 色川 芳宏
半導体接合・界面機能
トンラジスタをはじめとする電子素子の高機能化に向けた材料開発や接合形成を進めています。
抵抗変化素子・メモリスタなどの界面機能を利用した素子の開発を進めています。
担当：電子セラミックスグループ 大澤 健男
ダイヤモンドや窒化物の素子化に向けたゲート絶縁膜などの研究。
担当：次世代半導体グループ 小出 康夫・劉 江偉
新物質探索
新しい材料の出現は、時に、産業構造を変化させます。高移動度、などの特徴を持つ半導体の探索を進めています。
非ダイヤモンド構造窒化物の機能探索。
担当：非晶質材料グループ 大垣 武・末廣 隆之
担当：電子セラミックスグループ 末廣 隆之
本センターでの半導体、特に光に関する用途に着目した半導体の研究開発をご紹介します。
III-V半導体
高効率発光や高感度光センサーの開発に向けた化合物半導体材料やそのナノ構造制御に取り組んでいます。
量子ドットをはじめとするIII-V半導体の開発を進めています。
担当：半導体エピタキシャル構造グループ 間野 高明・大竹 晃浩・川津 琢也
窒化物半導体
窒化アルミニウムから窒化インジウムに至るIII-V窒化物半導体を中心に、それらの高機能化を目指した開発を進めています。
窒化ガリウム(GaN)をはじめとする窒化物半導体の開発を進めています。
担当：次世代半導体グループ 角谷 正友・井村 将隆
「その他」の半導体
III-VやII-VIなどの分類にない、新しい半導体、特に、直接遷移型半導体の探索を進めています。
有機・無機ハイブリッド結晶
担当：電子セラミックスグループ 大橋 直樹・齋藤 紀子
シリサイドなどの新規半導体
担当：電子セラミックスグループ 大橋 直樹・今井 基晴
本センターでの蛍光体・光学材料に関する研究開発をご紹介します。
照明・ディスプレー用蛍光体
照明の省電力化、ディスプレーの高品位化、赤外線領域への蛍光体の機能拡大に向けた研究開発を進めています。
窒化物、酸窒化物などの高性能蛍光体の開発を進めています。
担当：次世代蛍光体グループ 武田 隆史
新規錯体化合物などの新たな蛍光体材料の開発を進めています。
担当：次世代蛍光体グループ 中西 貴之
高輝度・高出力発光する単結晶材料。
担当：光学単結晶グループ 島村 清史・ガルシア・ビジョラ
多結晶バルクレーザー材料
産業用レーザーなどの高出力レーザーに向け、セラミックレーザー材料の開発を進めています。
焼結技術の高度化を通じたセラミックスレーザー材料を開発しています。
担当：高機能光学セラミックスグループ 鈴木 達・古瀬 裕章
シンチレーター材料
セキュリティー、医療において重要となる放射線検出のためのシンチレーター材料の開発を進めています。
単結晶成長技術の高度化と新規物質の探索を進めています。
担当：光学単結晶グループ 島村 清史・原 東升
透明多結晶光学材料
赤外線透過性などの様々な光学特性を持った透明・透光性セラミックスを開発しています。
担当：多結晶光学材料グループ 森田 孝治
電気光学・磁気光学材料
波長変換、偏光制御などに用いられる電気光学材料や磁気光学材料の開発を進めています。
透明な磁性体を応用した短波長用の磁気光学材料(アイソレーター材料)を開発しています。
担当：光学単結晶グループ 島村 清史・ガルシア・ビジョラ
強誘電体を応用した光学素子材料を開発しています。
担当：量子フォトニクスグループ 栗村 直
構造色材料
フォトニックバンド構造を制御した発色材料の開発を進めています。
担当：ナノフォトニクスグループ 不動寺 浩
メタマテリアルを応用した素子開発に向けた研究開発を進めています。
担当：ナノフォトニクスグループ 宮崎 英樹・岩長 祐伸
本センターでのナノ構造や複合材料に関する研究開発をご紹介します。
ナノフォトニクス
微細加工やナノ材料合成を活用した、フォトニックデバイスの開発を進めています。
メタマテリアルを活用した高感度センサの開発
担当：ナノフォトニクスグループ 宮崎 英樹・岩長 祐伸
エピタキシーによる量子ドット・量子構造の開発
担当：半導体エピタキシャル構造グループ 間野 高明・大竹 晃浩・川津 琢也
ナノ粉体
セラミックスを作るための原料として、また、高比表面積の利点を得るため、ナノ粉体の開発を進めています。
透明な光学セラミックスを作製するためのナノ粉末原料の合成
担当：多結晶光学材料グループ 李 継光
化学センサーの高機能化のためのナノ粉体の合成
担当：半導体エピタキシャル構造グループ 齋藤 紀子
ナノコンポジット
高強度基板や熱伝導を制御した材料を目指し、ナノコンポジットの開発を進めています。
非酸化物耐熱高強度セラミックスの開発
担当：多結晶光学材料グループ バジルキフ オレグ
ナノチューブを分散した複合セラミックスの開発
担当：高機能光学セラミックスグループ メーディ・エスティリ
本センターでの誘電体・圧電体に関する研究開発をご紹介します。
新しい強誘電体・圧電体の探索
エレクトロニクス・センサー・アクチュエータなどの様々な応用に向けた誘電体・圧電体の開発を進めています。
ペロブスカイト派生構造以外の誘電体や圧電体の探索
担当：電子セラミックスグループ 清水 荘雄
データ科学を活用した誘電体の物質探索
担当：ナノ電子デバイス材料グループ 長田 貴弘
モルフォトロピック相境界近傍での材料設計
担当：上席研究員 任 暁兵
MEMS素子の開発
周波数フィルター、磁気センサなど、MEMSのさらなる発展のための材料開発を進めています。
ダイヤモンドの硬さを利用したMEMSをつかった高感度センサの開発
担当：超ワイドギャップ半導体グループ リョウ メイヨン
低誘電率ガラスや高耐熱ガラスの探索
粒界の存在しない非晶質材料を、光学材料としてのみではなく、、絶縁体・誘電体として検討しています。
高出力回路や素子のための耐熱・高硬度ガラスの開発
担当：電子セラミックスグループ 瀬川 浩代
本センターでのイオン導電体や吸着材料などの化学機能材料に関する研究開発をご紹介します。
水素イオン導電体
燃料電池をはじめとしたエネルギー応用などに向け、水素イオン導電体の開発を進めています。
環境性能にも配慮したポリマー電解質材料の開発を進めています。
担当：資源循環材料グループ 金 済徳・田村 堅志
資源循環型材料
バイオポリマー、天然資源を活用した低環境負荷材料の開発を進めています。
バイオポリマー・バイオマスの活用
担当：資源循環材料グループ 田村 堅志
粘土鉱物などを利用した元素の捕獲・回収
担当：資源循環材料グループ 田村 堅志・佐久間 博・末原 茂
セラミックスの再利用のためのプロセス開発
担当：電子セラミックスグループ 瀬川 浩代・大橋 直樹
化学センサー用半導体
半導体表面の化学的な活性を利用したセンサ用半導体の開発を進めています
本センターでの非晶質材料の物質・機能探索に関する研究開発をご紹介します。
酸窒化物ガラス
ガラスの耐熱性や化学耐久性、光学特性などを高めるため、酸素と窒素を含む混合アニオン型のガラス材料の開発を進めています。
酸窒化ケイ素などの窒素含有ガラス材料の開発
担当：非晶質材料グループ 瀬川 浩代