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量子表面構造設計分野

マクロな材料をナノスケールで見ると、それが原子や電子から構成されていることはわかりますが、実際の材料の大きさと個々の原子の大きさの間にはスケールの隔たりがあります。そのため、例えば材料の変形過程(格子欠陥の形成・蓄積や結晶構造変化からき裂発生・破壊まで)を包括的に理解するためには、時空間上で巨大に拡がる現象や欠陥構造を階層的に取り扱うことが重要となります。私達の量子表面構造設計分野では、電子・原子レベルから物質の性質や物理現象を解明し、最新のコンピュータを駆使した高機能材料の設計や、省エネルギー・環境調和技術の開発を行っています。

量子機能材料設計分野

電子の反物質である陽電子(ポジトロン)を利用することにより、材料の内部構造を原子サイズオーダで観察することができます。量子機能材料設計分野では水素吸蔵合金、自動車用アルミニウム合金などの金属材料から、強特電体として利用されるペロブスカイト型酸化物などのセラミックス材料において、優れた特性が発現する機構を、主として陽電子を用いた実験およびコンピュータ・シミュレーションにより解明し、新しい材料を設計するための研究を行っています。

機能デバイス設計分野

機能デバイス設計分野では、有機分子・高分子系材料の電子・光物性を明らかにするとともに、高速応答液晶、高効率有機EL・有機太陽電池・有機トランジスターといったエレクトロニクス、フォトニクスデバイスへの応用の可能性を探究しています。さらに、先端CMOSプロセスに対応した低電源電圧動作新規集積回路設計技術の研究、及び高効率発光ダイオード、大電力・高周波電子デバイスへの応用が期待される窒化ガリウム基板作製技術の開発も行っています。

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