公益財団法人 日本板硝子材料工学助成会

各講師から一言(研究テーマの今後への思い)
高村(山田) 由起子(北陸先端科学技術大学院大学先端科学技術研究科)

学生の頃から、通常の温度・圧力・プロセスではできないマテリアルをつくることに興味があり、それが現在の、基板上に新しい二次元材料をつくる研究へと発展しています。今回ご紹介する二次元材料はゲルマニウムという元素でできていますが、我々が普段「ゲルマニウム」と呼んでいるダイヤモンド構造の半導体とは全く異なる性質を示します。自分達だけがこのマテリアルを創り出し、その構造や電子状態を学生や仲間達と共に調べている‐そのことに大きな喜びと責任を感じながら、日々研究に取り組んでいます。

市川 修平(大阪大学 大学院工学研究科電気電子情報通信工学専攻)

仮想空間と現実空間のインターフェースとしての役割を果たすディスプレイ技術は、IoT社会の発展を支える重要な因子の一つであり、例えばVR/AR/MR(仮想現実/拡張現実/複合現実)技術とIoTの融合による視覚的データ共有など近年注目を集めつつあります。これら近未来社会を実現する次世代ディスプレイとして、超小型・高精細な「マイクロLEDディスプレイ」の実現が期待されており、実現に向けた半導体材料の筆頭は窒化物半導体です。しかし、窒化物半導体の発光デバイスは、緑色から長波長領域での発光効率や波長安定性が低い等、課題が山積しており、材料本来の高いポテンシャルを活かしきれていない実情にあります。本研究を進める過程で、窒化物半導体の結晶成長時に、通常導入することのない特異な不純物である”希土類元素”を下地層中に添加することで、結晶成長表面や内包歪をコントロールし、高効率発光素子実現に向けた要素技術を見出すに至りました。近い将来、このような特異な結晶成長法により高輝度マイクロLEDを実現し、VR/AR/MRデバイスに搭載されることを夢見て研究に取り組んでいます。

上原 日和(自然科学研究機構 核融合科学研究所)

フッ化物ガラスは、酸化物ガラスと比較して、光学特性や材料物性などが大きく異なっています。そのため、フッ化物ガラス光ファイバーを使うことで、一般的な石英光ファイバーでは得ることのできない多くの機能性を持ったデバイスを実現できる可能性を秘めています。
今回は、そんなフッ化物ファイバー利用の可能性探索の一つとして、石英光ファイバーの適用波長外である「中赤外領域」において広帯域に出力することのできるレーザー光源を新たに開発しました。貴財団の助成をもとに、活性元素を様々な濃度で添加したフッ化物ガラスを作製し、それらの特性を詳細に評価することで、中赤外光源に最適なガラス組成を見出しました。さらに、最適化したガラス組成で光ファイバーを設計・作製し、極めて単純で安価な構成でありながら、優位性の高い中赤外広帯域光源を実現しました。
この光源は、多くの重要なガス分子の赤外吸収波長をカバーしており、医療診断や環境モニタリング用途に適しています。さらに、その後開発したフッ化物ファイバーセンサーとこの光源とを組み合わせることで、高速・高感度で遠隔性・可搬性の高いセンサーデバイスの実現が期待されるため、引き続き精力的に研究を進めてまいる所存です。

安川 雪子(千葉工業大学 工学部電気電子工学科)

急激な高度情報化社会への変容に伴い、携帯電話、無線LANや様々な電子機器の駆動信号の高周波化は驚異的です。また私たちは高性能・小型・軽量を兼ね備えた電子機器を日常的に使用しています。このような電子機器に入力する駆動信号(交流電気信号)の周波数が極めて高周波数化したことにより、高速演算・高速動作が実現し、機器内部の回路に様々な微小素子が高密度実装されることにより、機器の小型化や軽量化が実現しました。
その一方で、微小回路に周波数の極めて高い交流電気信号を入力すると、電磁干渉と呼ばれる問題が起きるようになりました。電磁干渉は、電器の誤作動や許容値を超えるエネルギー密度の電磁波が輻射される要因となり、私たちがこれまでに経験したことのない高周波電磁環境に晒されることは、環境にも人体にも予測のできない影響が懸念されます。
以上の背景を踏まえ、高周波電磁環境の安全を実現するため、高周波電磁ノイズを高効率に吸収する磁性材料「フェライト」の開発を目的に本研究を実施しました。本研究では高透磁率・低損失を両立する材料として、スピネル型フェライトを、またGHz周波帯域の電磁ノイズの吸収材料としてマグネトプランバイト型フェライトについて研究しました。また本研究を進めるうちに新たな着想を得て、磁性材料と光の相互作用に関する研究も実施しました。現在では磁性材料と電磁波(電波、光)の相互作用を生かし、新たな機能を開拓することを目標に研究を行っています。

坂本 良太(東北大学 大学院理学研究科)

低次元物質はグラフェンや半導体ナノワイヤなど,エレクトロニクス・フォトニクスに革新をもたらす新素材として期待されています。私は「分子により構築された」低次元系の研究を行っています。無機低次元系と比較するとまだまだ萌芽的な研究対象ではありますが,一方で初期の研究フェーズの先鞭を付ける楽しみを享受して研究を推進しています。最近では,水分解触媒や新炭素材料など,serendipitousな展開も見えてきています。
私は基礎・学術を指向した研究を行ってきました。研究の在り方は普遍的なものですが、私が研究に従事し始めた20年前から,研究を取り巻く環境や,最も効果的な進め方は変わってきたように感じます。「未来志向の」基礎・学術研究を行う,というのが最近の私の目標の一つです。

<事務局より>

研究の発表は、通常、事実のみを客観的に説明するものですが、今回、各講師にお願いして、あえて、研究テーマの今後への熱い思いを書いて頂きました。 レジュメ、講演に加えて、これらが本日ご参加の皆様と各講師との意見交換・交流のきっかけになればと願っています。


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