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本研究では半導体結晶格子に周期的並進対称性を持たないフラクタルという秩序を導入することによる新しい電子状態の創出とそのコヒーレンス制御(電子状態制御)の可能性について検討を行ってきた。超格子配列にフラクタルを導入し周期構造(単結晶Like)では観測できない新たなコヒーレント状態をもったフラクタル格子半導体について理論的実験的に明らかにし、静的物性制御の可能性を示すことが出来た。またフラクタル格子半導体において、外場による準安定コヒーレント状態から局在状態への転移の可能性を理論的実験的に示し、さらにこの大きな状態転移を利用した動的物性制御の可能性について示すことができた。
フラクタル構造導入についてさらなる系統的な調査、制御性の向上を目的として、フラクタル構造を特徴付けるフラクタル次元をパラメータとする原子層成長(ALE)法による新機能材料創製システムの概念を提案し、フラクタルを用いた新機能材料作製への道筋を示した。また、自己組織化材料についてフラクタル的概念を適用、フラクタル次元として定量化しその形成過程、物性の評価における一般的なパラメータとすることを提案した。またSi系結晶の自己形成を調べている途中で新たに、優れた発光特性を示す自己組織化ErSiO超格子半導体が発見された。この材料は、現在シリコン・ナノフォトニクスの分野で注目されている。
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