研究課題
次世代エレクトロニクス、さらには「Beyond Moore」デバイスの開発を目指した新しい試みとして、層状金属酸化物の単層剥離により得られる分子シート「酸化物ナノシート」に注目し、グラフェンを凌駕する新規原子膜材料の開発を行った。これまで開発した高誘電性ナノシートの応用研究を推進し、現行材料を凌駕する超高容量の薄膜コンデンサを開発した。高誘電特性を有する酸化チタン、ペロブスカイトナノシートについて、単層での構造安定性について調べたところ、約800℃の高温まで構造相転移がなく、極めて高い熱安定性を有することを確認した。この知見をベースに、ナノシートの高温特性について検討したところ、ナノシート・コンデンサは300℃まで安定に動作し、高温電子素子応用に好適となることを確認した。また高誘電性ナノシートの新しい試みとして、強電界固体素子などへの応用を進めた。この目的のために、従来評価が困難であった高誘電性ナノシートを光学的に評価する技術を開発し、層数評価と共に、ヘテロデバイスを構築する転写技術を確立した。この技術をベースに、ナノシート単体、半導体ナノシートとのヘテロ接合により各種FETデバイスを構築し、酸化物ナノシートの有する２次元電子状態、高移動度、高誘電率などの物性的優位性が活躍する原子膜デバイス技術を開発した。さらに、異なる機能のナノシートの積層集積により、構造と電子状態を精密に制御した人工超格子を構築し、鉛フリー人工強誘電体、強誘電性／強磁性ナノシートのマルチフェロイック材料、巨大磁性効果を示す磁性プラズモン材料、近赤外領域で負の屈折率を示すメタマテリアル、誘電体ナノシートをベースとしたアクチュエータ材料など、グラフェンや他の２次元材料では実現しえない高次機能材料の開発に成功した。
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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