東京大学研究Discovery Saga

東京科学大学（Science Tokyo）工学院機械系の半間大基大学院生、キム・ビョンギ助教、伏信一慶教授と東京大学生産技術研究所の野村政宏教授らの研究チームは、熱輸送を制御することができるフォノニックナノ構造（用語1）を、その特性を維持しつつ、約1,000倍以上高速に作成できる手法を提案しました。　熱伝導を担う量子であるフォノン（用語2）の平均自由行程（用語3）よりも小さな周期をもつ構造を用いることで、熱伝導を制御できることが知られています。このような構造をフォノニックナノ構造といいます。従来は電子ビームリソグラフィ（用語4）などの手法が広く用いられていますが、加工速度が低...

キーワード：スループット/コンピューティング/最適化/パルス/モンテカルロシミュレーション/自己組織/エッチング/フォノンエンジニアリング/フォノン輸送/加工速度/生産技術/熱電変換材料/ドライエッチング/フォノン/酸化膜/量子デバイス/省エネ/ボトルネック/マネジメント/熱電変換/MEMS/イオンビーム/シミュレーション/シリコン/センシング/ナノメートル/ナノ加工/ナノ構造/フェムト秒/環境負荷/極低温/省エネルギー/電子ビーム/電子顕微鏡/熱工学/熱伝導/熱伝導率/熱輸送/半導体/微細加工/表面粗さ/エネルギー変換/表面構造/SPECT/スマートフォン

他の関係分野：情報学数物系科学化学総合理工工学農学

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発表日：2025年9月11日

低電圧駆動アクティブメタサーフェスを実証

―わずか1 Vで反射光を高速に変調するメタ表面を実現―

東京大学大学院工学系研究科の相馬豪大学院生、種村拓夫教授らは、反射特性を高速に変化させられる光学メタサーフェスの実証に成功しました。光の波長よりも小さな微細構造からなるメタサーフェス共振器と有機電気光学材料を組み合わせることで、1 V以下の低い駆動電圧で、表面からの反射光の強度を高速かつ高効率に変調できることを初めて示しました。高速なアクティブメタサーフェスは、イメージングや光通信などさまざまな光応用分野において注目を集めています。しかし従来は、反射率や透過率を十分に変化させるために数十V以上の大きな電圧が必要であり、実用化に向けた障壁となっていました。これに...

キーワード：コンピューティング/並列化/コヒーレント/対称性/閉じ込め/埋め込み/スペクトル/液晶/光学材料/対称性の破れ/反射率/CMOS/レンズ/共振器/光通信/光変調/光変調器/酸化膜/電気光学効果/導波路/有機材料/ニオブ/シリコン/センシング/ニオブ酸リチウム/リチウム/レーザー/屈折率/光学素子/電子顕微鏡/半導体/微細構造/スマートフォン

他の関係分野：情報学数物系科学化学工学

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発表日：2025年7月8日

新規窒化物半導体ヘテロ接合における電子散乱機構を解明

―高周波GaNトランジスタの性能向上に道筋―

東京大学大学院工学系研究科の前田拓也講師、中根了昌特任准教授、久保田航瑛大学院生、若本裕介大学院生と住友電気工業株式会社は、新規窒化物半導体ヘテロ接合における二次元電子ガスの散乱機構を明らかにしました。本研究では、分子線エピタキシー（MBE）を用いて、窒化スカンジウムアルミニウム（ScAlN）と窒化ガリウム（GaN）の高品質なヘテロ接合を成長させ、そのヘテロ界面に誘起される二次元電子ガス（2DEG）の散乱機構が界面ラフネス散乱であることを明らかにしました。2DEGが高密度であるため、伝導帯の非放物線性による有効質量の増大（注4）を考慮する必要があることを指摘...

キーワード：衛星通信/無線通信/効果測定/低炭素社会/電子散乱/電子線回折/有効質量/誘電性/X線回折/ホール効果/高周波/輸送特性/衛星/数値計算/高移動度/圧電性/電子移動/強誘電性/原子層/電子線/電子輸送/ACT/接合界面/超高真空/電子物性/電子輸送特性/GaN/エピタキシャル成長/キャリア/トランジスタ/バンドギャップ/フォノン/ヘテロ界面/メモリ/酸化膜/窒化ガリウム/窒化物半導体/超格子/電子デバイス/半導体デバイス/不揮発メモリ/分子線エピタキシー(MBE)/低炭素/温度依存性/エピタキシー/エピタキシャル/ドーピング/窒化物/電界効果/AFM/SiC/アルミニウム/移動度/化合物半導体/携帯電話/結晶成長/原子間力顕微鏡/弾性波/窒化アルミニウム/半導体/量子井戸

他の関係分野：情報学複合領域環境学数物系科学化学総合理工工学