特異構造の結晶科学リサーチセンター

卓越型リサーチセンター

特異構造の結晶科学
リサーチセンター

Research Center for Materials Science and Advanced Electronics Created by Singularity

センター概要

半導体などを構成する結晶は周期配列した原子から構成されており、その周期性を乱す領域は、従来欠陥として結晶中から無条件で排除されるべきものと考えられてきました。しかしながら、最近になり完全性を乱す領域(特異構造)を導入することの有用性が我が国の複数の研究グループから見出されはじめてきました。最近のこれらの成果をさらに一歩進め特異構造を意図的に導入した結晶の物性を詳細に解析し、理解することにより、非完全性と完全性が共存する特異構造の結晶科学(拡張された結晶学)を構築することが、文部科学省科学研究費助成事業「新学術領域研究」のテーマになっています。

この研究課題と深く連携し、三重大学の卓越型リサーチセンター「特異構造の結晶科学」では、完全結晶学から特異構造結晶学へのパラダイムシフトをビジョンとして、実験的視点と理論的視点から、特異構造の結晶成長、結晶制御の科学構築と、その応用としてエレクトロニクス展開を目指します。本センターはこれを積極的に推進することで、現在のエレクトロニクス技術を超える特異構造を活用した新機能エレクトロニクスを創出します。具体的には、LEDや高周波パワーデバイスなど次世代グリーンテクノロジー基盤として高い潜在能力を持つ窒化物半導体結晶を主な研究対象として、従来の照明、通信、情報処理、電力制御応用に加え、創エネルギー、農学、医学、薬学、合成化学など様々な分野へ波及効果を及ぼす結晶科学と工学を創出することを意図しています。三重大学の構成員が、国内外の企業・大学あるいは三重県内の地域との連携をすることを重視しており、国内外の大規模プロジェクトとの連携研究を通して三重大学の成果を国内外に発信します。さらには、全国規模あるいは国際連携規模の研究を行うことで、三重県地域の産業の活性化を図ると同時に、三重県内の教育研究の向上・若手研究者の育成を行います。

「結晶成長・デバイスグループ」では、ものづくりの視点(実験的視点)から、結晶の特異構造あるいは特異構造を意図的に導入することによって、新たな物性の発現や付加価値を付与することを目指します。一方で、「ナノ物質理論・設計グループ」では、計算機科学の視点(理論的視点)から、従来個別に議論されてきた各種欠陥あるいは各種ナノ構造等を、特異構造というキーワードの下に、ボンドエンジニアリングの観点から包括的に取り扱い特異構造創成指針の確立ひいては拡張結晶学の基盤となる「特異構造の物理」を構築します。これらの目的を達成するために、個別に研究されることが多い実験的視点と理論的視点を車の両輪として融合させることが、本リサーチセンターの重要な目的であります。

また、国内外の大規模プロジェクト研究との協力関係では、文部科学省科学研究費助成事業「新学術領域研究」テーマ『特異構造の結晶科学』(平成28-令和2年度)を推進する14の計画班研究と強く連携しています。さらに、その応用としてデバイス応用を目的とした研究グループと連携してJST戦略的国際共同研究プログラム(SICORP) (平成28-31年度)では、パワーデバイスへの展開を、戦略的創造研究推進事業(CREST)(平成28-令和3年度)では深紫外領域の半導体レーザー開発を目指した研究を行います。これらの大規模プロジェクトを通して三重大学の成果を国内外に発信します。

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