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大阪大学 研究シーズDiscovery Saga
研究キーワード:大阪大学における「半導体」 に関係する研究一覧:30
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発表日:2026年6月1日
1
コバルトと酸素が生み出す 蜂の巣ネットワーク
次世代量子情報材料へつながる新技術
大阪大学産業科学研究所のLi Haobo助教、田中秀和教授らの研究グループは、同大学院基礎工学研究科の石渡晋太郎教授、京都大学の陰山洋教授、ファインセラミックスセンター(JFCC)の小林俊介主任研究員、南開大学のWei-Hua Wang教授、東京大学生産技術研究所の小澤孝拓助教、立命館大学のChengchao Zhong講師らと共同で、ハニカム構造を持つ既知の材料にコバルト(Co)を少量加えた「NaSbO₃(ナトリウム・アンチモン酸化物)」の高品質薄膜の作製に成功しました。さらに、その中でCo原子が蜂の巣のような「ハニカム構造」を形成し、強い磁性を示す可能性を明らかにしました(図1)。...
キーワード:コンピューティング/スーパーコンピュータ/金属元素/スピン液体/スピン軌道相互作用/パルス/バンド構造/マヨラナ粒子/低次元/物性物理/量子コンピュータ/量子スピン/量子情報/X線回折/磁化率/アンチモン/量子スピン液体/パルスレーザー/生産技術/イリジウム/遷移金属/強磁性/持続可能/持続可能な開発/二酸化チタン/半導体産業/量子コンピューティング/STEM/エピタキシャル/エピタキシャル薄膜/チタン/パルスレーザー堆積法/材料設計/酸化チタン/磁気特性/磁性材料/表面分析/コバルト/シリコン/スピン/レーザー/酸化物/第一原理/第一原理計算/電子顕微鏡/透過電子顕微鏡/二酸化炭素/半導体/微細加工/微細加工技術/結晶構造/ナトリウム/ルテニウム
他の関係分野:情報学環境学数物系科学総合理工工学総合生物農学
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発表日:2026年5月29日
2
塗って乾かすだけで、 過酸化水素を生成する光触媒シートが完成!
固まると半導体になる高分子光触媒を開発
大阪大学大学院基礎工学研究科 化学工学領域/附属太陽エネルギー化学研究センターの大学院生 吉田 光希さん(博士後期課程3年)、白石 康浩准教授、平井 隆之教授らの研究グループは、可視光照射下で水と酸素(O₂)から過酸化水素(H₂O₂)を生成する直鎖高分子poly23DHNを開発しました。この高分子は一般的な有機溶媒に溶け、水には溶けないことから、シートなど実用的な形に成型・加工することが容易です。H₂O₂は漂白剤、消毒剤、酸化剤として広く用いられる重要な化学物質であり、燃料電池の燃料となる液体...
キーワード:光エネルギー/化学物質/太陽/光触媒反応/キノン/高分子/酸化重合/触媒反応/有機半導体/太陽エネルギー/太陽光/樹脂/キャリア/可視光/選択性/半導体光触媒/エネルギー消費/持続可能/省エネ/光照射/持続可能な開発/光触媒/電池/燃料電池/エタノール/ネットワーク構造/化学工学/省エネルギー/半導体
他の関係分野:環境学数物系科学化学総合理工工学
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発表日:2026年5月14日
3
効率の良い希土類イオン発光中心の選択形成で 高輝度赤色発光を実現!
次世代マイクロLEDディスプレイに一歩前進
大阪大学大学院工学研究科の市川修平准教授、博士後期課程の竹尾敦志さんらの研究グループは、立命館大学総合科学技術研究機構の藤原康文教授と協力し、半極性(20^21) GaN上にEu添加GaN薄膜を成長することで、極めて発光効率の高いEu発光中心が優先的に形成されることを明らかにしました。これにより、従来の極性(0001) GaNを用いた場合と比較して、赤色発光強度が3.6倍以上に増大することが実証されました。これまでに、GaN系の赤色LEDの高出力化は、次世代マイクロLEDディスプレイ技術の鍵として考えられ、研究が盛んに行われてきました。なかでもEu添加GaNは、波長安定かつ狭線...
キーワード:希土類元素/スペクトル/発光スペクトル/ディスプレイ/有機金属/希土類イオン/GaN/自己形成/窒化ガリウム/発光素子/発光分光/持続可能/持続可能な開発/発光ダイオード(LED)/希土類/マイクロ/結晶成長/結晶方位/半導体/量子井戸/インジウム
他の関係分野:数物系科学化学総合理工工学
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発表日:2026年4月14日
4
集積可能なLED構造での低ロス円偏光生成を実証!
電子・光状態のハイブリッド制御を駆使し、次世代光技術の実現に貢献
大阪大学大学院工学研究科の市川修平准教授、博士後期課程の村田雄生さん、小島一信教授らの研究グループは、株式会社アルバックの戸田晋太郎氏と協力し、半極性面InGaN量子井戸とストライプ型SiNₓメタサーフェスを組み合わせた新しい高効率円偏光源を開発しました。照明用高効率光源として広く普及している極性面InGaN LEDからの発光は一般に無偏光であり、無偏光から円偏光成分を抽出する従来の方式では、変換効率50%が理論限界でした。また、これまでの円偏光LEDは、「高い...
キーワード:3Dディスプレイ/ウェアラブル/拡張現実/最適化/情報通信/量子情報/量子通信/スペクトル/発光スペクトル/直線偏光/ディスプレイ/複屈折/円偏光/有機金属/走査型電子顕微鏡/MOVPE/デバイスプロセス/光センシング/持続可能/持続可能な開発/発光ダイオード(LED)/電子状態/シミュレーション/センシング/ナノ構造/マイクロ/屈折率/結晶成長/光学測定/耐久性/電子顕微鏡/半導体/量子井戸/エネルギー変換/インジウム/バイオイメージング
他の関係分野:情報学複合領域数物系科学化学総合理工工学農学
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発表日:2026年4月9日
5
半導体ナノ粒子CuGaS₂の新しい光学機能を発見
太陽電池など光エネルギー変換材料への応用に期待
大阪大学産業科学研究所の佐野奎斗助教、坂本雅典教授、京都大学アイセムスのDaniel Packwood准教授からなる研究グループは、局在表面プラズモン共鳴(LSPR)を示す新しい半導体材料として硫化銅ガリウム(CuGaS₂)ナノ粒子を見出しました。さらに、CuGaS₂の結晶構造を制御することで、結晶構造の違いがLSPR特性に大きく影響することを明らかにしました。LSPR材料は、近年、太陽電池をはじめとする光エネルギー変換技術への応用が期待される注目の材料群ですが、CuGaS₂ナノ粒子がLSPRを示すことはこれまで知られていませんでした。本研究では...
キーワード:最適化/光エネルギー/超高圧/スペクトル/近赤外/太陽/吸収スペクトル/局在表面プラズモン共鳴/光エネルギー変換/太陽光/表面プラズモン共鳴/プラズモン/赤外光/半導体材料/表面プラズモン/金属ナノ粒子/太陽電池/電池/ナノ粒子/新エネルギー/電子顕微鏡/電子顕微鏡観察/半導体/エネルギー変換/結晶構造/パイライト/チオール/近赤外光/配位子
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発表日:2026年3月24日
6
超小型・高効率な円偏光LEDが実現可能に!
円偏光成分を抽出するナノ構造が高い効率と高い偏光度を両立
大阪大学大学院工学研究科の市川修平准教授、博士前期課程の田口遥平さん、小島一信教授、株式会社アルバックの戸田晋太郎氏らの研究グループは、窒化インジウムガリウム(InGaN)発光ダイオード(LED)に周期的なナノ構造“メタサーフェス”を直接結合することで、高効率かつ超小型の円偏光デバイスが実現可能であることを明らかにしました。円偏光源は、AR(拡張現実)/VR(仮想現実)、3Dディスプレイ、量子情...
キーワード:3Dディスプレイ/ウェアラブル/拡張現実/最適化/情報通信/電流駆動/量子情報/直線偏光/ディスプレイ/トレードオフ/円偏光/走査型電子顕微鏡/デバイスプロセス/光デバイス/光記録/窒化ガリウム/半導体材料/持続可能/LED/バイオセンシング/持続可能な開発/透明性/発光ダイオード(LED)/センシング/ナノメートル/ナノ構造/屈折率/結晶成長/光学素子/耐久性/電子顕微鏡/半導体/表面構造/インジウム
他の関係分野:情報学複合領域数物系科学化学生物学総合理工工学農学
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発表日:2026年3月13日
7
光で湿度を測る新材料を開発
蛍光の明るさと寿命、二刀流センサーが環境管理を変える
湿度の精密な制御は、食品・医薬品の品質管理や半導体製造など幅広い産業で不可欠です。従来の電気式センサーは電磁ノイズの影響を受けやすく、電子部品が密集する環境での使用に課題がありました。東北大学多元物質科学研究所の長谷川拓哉准教授、大阪大学産業科学研究所の後藤知代特任教授(常勤)(奈良先端科学技術大学院大学先端科学技術研究科教授兼務)、岡山理科大学理学部の佐藤泰史教授らの研究グループは、モリブデン酸イッテルビウム(Yb₂(MoO₄)₃)にエルビウムイオン(Er³⁺)を添加した蛍光材料を合成し、この材料の結晶格子中の空洞が水分子を可逆的に吸脱着する性質を利用して、光学式湿度センサーとして機...
キーワード:マルチモーダル/オープンアクセス/最適化/品質管理/環境変化/結晶格子/クロスオーバー/パルス/蛍光寿命/高エネルギー/時間分解/水分子/水溶液/物質科学/揺らぎ/X線回折/ノイズ/スペクトル/近赤外/近赤外線/検出器/赤外線/発光スペクトル/モリブデン/液晶/蛍光センサー/ラマン/パルスレーザー/ファイバー/レーザー照射/成形加工/前駆体/エネルギー移動/フォノン/温度センサー/可視光/蛍光体/水熱合成法/分光測定/構造モデル/ガスセンサー/希土類/電気抵抗/光学特性/センサー/センシング/マイクロ/モニタリング/レーザー/光センサー/光ファイバー/水素製造/水熱合成/同時計測/半導体/非接触/非接触計測/結晶構造/生体組織/APC/アップコンバージョン/ラマン分光/寿命/ランタノイド
他の関係分野:情報学複合領域数物系科学化学総合理工工学農学
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発表日:2026年2月25日
8
柔軟な長鎖アルキル基の導入により融解する半導体配位高分子を開発
PCP/MOFの成形加工性の飛躍的向上に期待
関西学院大学の秋吉亮平助教、田中大輔教授、高村駿也さん(理工学研究科博士課程前期課程2年生)、小笠原一禎教授、大阪大学大学院工学研究科の佐伯昭紀教授、金沢大学の栗原拓也助教、近畿大学の大久保貴志教授、杉本邦久教授、Goo Zi Lang博士研究員(現 大阪大学大学院理学研究科)、高輝度光科学研究センター(JASRI)の森祐紀研究員(現 兵庫県立大学大学院)、河口彰吾主幹研究員、中村唯我研究員、伊奈稔哲研究員、片山真祥主幹研究員、山田大貴主幹研究員、下野聖矢研究員らの研究グループは、柔らかいアルキル基を半導体配位高分子に導入することで、融解可能な半導体材料の開発に成功しました。金属と有機架橋配位...
キーワード:最適化/光検出器/光伝導/SPring-8/相転移/放射光/検出器/太陽/液晶/高分子/電荷移動度/有機半導体/配位高分子/有機分子/材料科学/成形加工/融点/プロセッシング/トランジスタ/バンドギャップ/電界効果トランジスタ/電子デバイス/半導体材料/無機材料/光照射/固体化学/光触媒/太陽電池/電界効果/電池/半導体物性/移動度/電荷移動/熱分解/半導体/複合材/複合材料/結晶構造/結晶性/構造変化/配位子
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:2026年2月25日
9
加速力1000倍のレーザー航跡場加速で 自由電子レーザー発振に成功
高エネルギー加速器の卓上化に向けたマイルストーン
大阪大学産業科学研究所の細貝知直教授 (兼 理化学研究所放射光科学研究センター チームリーダー)、量子科学技術研究開発機構 関西光量子科学研究所の神門正城所長(兼 大阪大学産業科学研究所 招へい教授)、 高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所の山本樹名誉教授らの研究グループは、レーザー航跡場加速(Laser Wakefield Acceleration; LWFA)で生成した電子ビームを用いて極端紫外線(XUV)領域での自由電子レーザー(Free Electron Laser; FEL)の発振に成功しました。本研究成果は、米国科学誌『Physical Review Re...
キーワード:X線自由電子レーザー/コヒーレント/パルス/高エネルギー/自由電子レーザー/超高速ダイナミクス/揺らぎ/加速器/内部構造/放射光/磁場/衝撃波/太陽/材料科学/超短パルス/半導体材料/紫外線/原子配列/微細構造解析/ダイナミクス/ナノメートル/フェムト秒/レーザー/永久磁石/軽量化/実証実験/電子ビーム/半導体/微細構造/量子ビーム/構造変化
他の関係分野:数物系科学工学
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発表日:2026年2月25日
10
実用化の壁を超えるスピン力学センサの誕生
高感度・高耐久を両立する新しいフィルム型ひずみゲージ
大阪大学産業科学研究所の千葉大地教授(兼 東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センター センター長)らの研究グループは、磁性体ナノ薄膜からなる磁気トンネル接合(MTJ)素子をフレキシブル基材上に形成した「スピン力学センサ」において、実使用環境を想定した高い耐久性を世界で初めて実証しました。本研究において、フレキシブル基材上に形成したスピン力学センサに対して、10万回を超える繰り返し引っ張...
キーワード:インターフェース/磁気抵抗/元素分析/放射光/タンタル/ナノマテリアル/フィルム/磁気抵抗効果/磁性体/トンネル磁気抵抗効果/フレキシブル/メモリ/持続可能/サイバー空間/持続可能な開発/磁気特性/電気抵抗/コバルト/スピン/スピントロニクス/センシング/トンネル/ナノメートル/ひずみ/マイクロ/モニタリング/モビリティ/ロボティクス/光計測/積層構造/耐久性/低消費電力/電子顕微鏡/半導体/ホウ素/層構造/ヘルスケア
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:2026年2月25日
11
化学の力で自動開閉する世界初の動くナノポア
次世代バイオセンシングやスマートドラッグデリバリーに新たな道
大阪大学産業科学研究所の筒井真楠准教授・川合知二招へい教授、東京大学大学院工学系研究科の大宮司啓文教授・徐偉倫准教授、イタリア技術研究所(IIT)のDenis Garoli研究員らによる国際共同研究チームは、電圧に応答してナノメートルサイズの孔が自律的に開閉する固体ナノポアの開発に成功し、その成果が学術誌『Nature Communications』にて2月18日(水)19時(日本時間)に公開されます。従来の固体ナノポアは、一度穴を加工すると大きさが固定され、利用の過程でサイズを調整したり、動作させたりするという発想すら存在していませんでした。本研究では、ナノポア内部で...
キーワード:最適化/環境汚染/化学物質/環境汚染物質/水溶液/遺伝情報/塩基配列/マンガン/持続可能/バイオセンシング/持続可能な開発/シリコン/センサー/センシング/ナノサイズ/ナノスケール/ナノメートル/金属イオン/析出物/電解質/半導体/リン酸/バルブ/早期診断/アミノ酸/創薬/副作用/感染症/個別化医療
他の関係分野:情報学環境学数物系科学生物学工学農学
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発表日:2026年2月25日
12
室温で高感度センシングを実現 新規「ベルト状VO₂(B)単結晶」ガスセンサー材料を創製
実験と理論計算でVO₂(B)の高度機能性の本質を解明
低消費電力・高性能ガスセンサーの実現には、室温で揮発性有機化合物(VOC)を高感度・高選択的に検出する新材料の開発が不可欠です。東北大学多元物質科学研究所の殷澍教授(同材料科学高等研究所(WPI-AIMR)連携教授 兼務)、北陸先端科学技術大学院大学(JAIST)サスティナブルイノベーション研究領域の本郷研太准教授、大阪大学産業科学研究所の関野徹教授、北京科技大学 材料科学と工程学院の曹文斌教授、台北科技大学材料資源工程系の邱德威教授らを中心とする国際共同研究グループは、一次元V₂O₅ナノファイバーを原材料として、水熱還元法により、配向したベルト状VO₂(B)単結晶の合成に成功しました...
キーワード:アスペクト/オープンアクセス/モノのインターネット(IoT)/最適化/環境モニタリング/揮発性有機化合物/クロスオーバー/準安定/水溶液/低次元/電子線回折/物質科学/X線回折/吸着構造/アンモニア/電子移動/電子線/材料科学/ファイバー/活性サイト/走査型電子顕微鏡/バナジウム/前駆体/分子吸着/DFT/酸化物半導体/選択性/表面反応/無機材料/構造モデル/熱力学/ガスセンサー/ドーピング/ナノファイバー/単結晶/表面修飾/エタノール/センサー/センシング/ナノ材料/マイクロ/モニタリング/金属酸化物/構造制御/酸化物/自動車/水熱合成/低消費電力/電荷移動/電子顕微鏡/熱処理/半導体/比表面積/微細構造/密度汎関数理論/SEM/機能性/結晶構造/表面構造/結晶性/APC/健康管理/大気汚染/日常生活/硫化水素
他の関係分野:情報学環境学数物系科学化学総合理工工学農学
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発表日:2026年2月3日
13
経口投与で体内時計を「進める」新化合物を発見
時差ぼけや概日リズム障害の治療に新たな光
「朝起きるのがつらい」「海外旅行の時差ぼけを早く治したい」——そんな願いを叶える鍵は、私たちの細胞にある『時計遺伝子』が握っています。大阪大学大学院歯学研究科・ゲノム編集技術開発ユニットの高畑佳史准教授、金沢大学の程肇名誉教授(旧三菱化学生命科学研究所主任研究員)、豊橋技術科学大学次世代半導体・センサ科学研究所の沼野利佳教授、東京科学大学生命理工学院生命理工学系の瓜生耕一郎准教授らを含む共同研究グループ...
キーワード:視交叉上核/光照射/フィードバック/フィードバック制御/モーター/安全性評価/半導体/哺乳類/ゲノム編集技術/転写抑制/プロモーター/概日時計/スポーツ/時計遺伝子/体内時計/分子機構/ゲノム編集/モデルマウス/歯学/イミン/マウス/低分子化合物/転写因子/ゲノム/遺伝子/遺伝子発現/概日リズム/睡眠/睡眠障害/生理学
他の関係分野:生物学工学農学
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発表日:2026年2月3日
14
\電極なしで半導体薄膜の電気的特性を測定/ 光の反射係数の再定式化で半導体薄膜の性能を瞬時に評価
テラヘルツ波で次世代半導体デバイス開発を加速させる解析技術
大阪大学大学院基礎工学研究科の大学院生・岡本章宏さん(博士前期課程)、永井正也准教授、芦田昌明教授らの研究グループは、日邦プレシジョン(株)との共同研究により、半導体薄膜の電気的特性を非接触・非破壊で評価できる新しい光学的解析モデルを世界で初めて提案しました。このモデルは、光の反射を記述するフレネル係数を電磁気学の基本原理から再考し、波長よりも十分薄い薄膜内の多重反射光を界面電流として取り扱うことで、反射係数から導電薄膜の面伝導度を直接導き出す簡便な式を導いたものです。従来の方法では、電極を形成する工程が必要であり、材料の損傷や汚染のリスクがありましたが、この新しい手法は、従来必要だっ...
キーワード:トポロジカル絶縁体/物質科学/ホール効果/超薄膜/スペクトル/テラヘルツ/磁場/数値計算/二次元材料/量子ビット/テラヘルツ電磁波/トポロジカル/GaN/キャリア/テラヘルツ波/フォトニクス/絶縁体/電子デバイス/半導体デバイス/誘電率/持続可能/ボトルネック/持続可能な開発/SiC/インタラクティブ/インバータ/シリコン/移動度/解析モデル/境界条件/周波数/多層膜/電磁波/半導体/非接触/機能材料/層構造/SPECT/評価法
他の関係分野:数物系科学総合理工工学農学
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発表日:2026年1月5日
15
マテリアルリザバー性能が向上する電子-イオン混合伝導
イオンを積極的に活用したニューロモルフィック分子ネットワークの実証
立教大学理学部の永野修作教授、石﨑裕也助教、山形大学理学部の松井淳教授、大阪大学大学院理学研究科の松本卓也教授、三坂朝基助教、九州工業大学大学院生命体工学研究科の田中啓文教授、早稲田大学理工学術院の長谷川剛教授らと東ソー株式会社、山梨大学、香川大学の研究グループは、導電性高分子「自己ドープ型ポリチオフェン(S-PEDOT、東ソー株式会社よりサンプル提供)(図1a)」に着目し、その電気伝導状態を多価アミン(図1b)による化学的な脱ドープによって精密に制御することで、ホールとプロトン(水素イオンH+)が同時に伝導キャリアとして働く“本質的なホール–プロトン混合伝導状態”を創出...
キーワード:ハードウェア/コンピューティング/ベンチマーク/AI/タスク/人工知能(AI)/非線形/非線形応答/相分離/電気伝導度/プロトン伝導/チオフェン/液晶/高分子/導電性高分子/有機半導体/神経系/ポリチオフェン/アミン/交流インピーダンス/キャリア/ニューロモルフィック/半導体材料/有機薄膜/省エネ/イオン伝導/金属ナノ粒子/電気伝導/インピーダンス/ナノ構造/ナノ粒子/ネットワーク構造/リチウム/移動度/高分子材料/省エネルギー/低消費電力/電気化学/導電性/半導体/非線形性/生体内/プロトン/リザバーコンピューティング/神経ネットワーク/短期記憶/神経回路
他の関係分野:情報学数物系科学化学生物学総合理工工学総合生物
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発表日:2025年12月23日
16
焼くだけで多孔質な光触媒を合成
水酸化メラミンを原料とする窒化炭素光触媒合成
大阪大学大学院基礎工学研究科 化学工学領域/附属太陽エネルギー化学研究センターの大学院生 宮田 和樹さん(博士後期課程1年)、白石 康浩准教授、平井 隆之教授らの研究グループは、水酸化メラミン誘導体を加熱焼成する簡単な操作により多孔質窒化炭素(carbon nitride: CN)光触媒を合成する方法を開発しました。CN光触媒は、メラミンなどの安価な原料を加熱焼成して簡単に合成できる有機半導体光...
キーワード:光エネルギー/持続可能社会/水素生成/水溶液/太陽/光触媒反応/触媒反応/有機半導体/太陽エネルギー/太陽光/アミン/可視光/半導体光触媒/持続可能/光照射/持続可能な開発/光触媒/エタノール/化学工学/水素製造/多孔質/半導体/比表面積/水素ガス/誘導体
他の関係分野:環境学数物系科学化学総合理工工学
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発表日:2025年12月23日
17
有機太陽電池材料の新たな知見
ナノ構造の違いが光による電荷の動きに影響を及ぼす
有機薄膜太陽電池は軽量で柔軟かつ加工が容易なため、さまざまな応用が期待されています。発電には光で生じた電荷(ホールと電子)を効率よく分離して取り出す必要があり、その役割を担うのがp型有機半導体・n型有機半導体と、両者が接するp/nヘテロ接合界面です。その界面と電荷移動パスを適切に制御することが重要なため、p型とn型の半導体成分を同一分子に組み込み、自発的な集積(自己組織化)によりp/nヘテロ接合を形成させる手法が注目されています。しかし、単一分子の自己組織化は複雑で、最適なナノスケールのp/nヘテロ接合を得ることが難しいという課題がありました。大阪公立大学大学院工学研究科の前田 壮志准...
キーワード:最適化/時間分解/揺らぎ/X線回折/核形成/電気伝導度/輸送特性/スペクトル/太陽/分子構造/自己組織/ナフタレン/吸収スペクトル/広角X線回折/有機太陽電池/有機薄膜太陽電池/有機半導体/光電流/ファイバー/接合界面/キャリア/光励起/単一分子/電子デバイス/分子配列/有機薄膜/ボトムアップ/秩序構造/電荷輸送/ナノファイバー/光電変換/太陽電池/電気伝導/電池/AFM/ナノスケール/ナノ構造/ナノ粒子/マイクロ/マイクロ波/移動度/原子間力顕微鏡/自己集積/電荷移動/電子顕微鏡/透過型電子顕微鏡(TEM)/動特性/半導体/スクアレン/結晶性/組織化/アレン
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11月30日
18
光で確かめた金結晶表面のスピンの向き
新しい2次元スピン検出方式で、表面電子のスピンの方向を可視化し決定
自然科学研究機構分子科学研究所/総合研究大学院大学の松井文彦教授と佐藤祐輔助教、自然科学研究機構分子科学研究所の下ヶ橋龍之介特任助教、萩原健太特任研究員(IMSフェロー)、大阪大学産業科学研究所 菅滋正招へい教授(大阪大学名誉教授)の研究チームは、UVSORの放射光と光電子運動量顕微鏡(PMM)にスピンローテーターと2次元スピンフィルターを組み合わせ、金(Au(111))表面ラシュバ状態のスピン配向を符号付きで決定しました。2次元スピン差分データにより、外側バンドは時計回り、内側バンドは反時計回りであることを直接示し、さらに法線入射の真空紫外光による...
キーワード:表面状態/軟X線/放射光/極端紫外光/検出器/トポロジカル/ラシュバ効果/メモリ/真空紫外光/材料設計/単結晶/電子状態/スピン/スピントロニクス/センサー/装置開発/低消費電力/半導体/マッピング/ショック
他の関係分野:数物系科学総合理工工学農学
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発表日:2025年11月18日
19
左右の手のように異なる“キラル”分子構造が、太陽電池の性能を高める鍵に!
CISS効果によるスピン選択的電荷輸送を活用した新たな戦略を提案
大阪大学大学院工学研究科の大学院生のLi Shuangさん(博士後期課程)、石割文崇招へい准教授(現 東京都立大学 准教授)、佐伯昭紀教授らの研究グループは、キラル物質に特有の電子のスピンを選択的に通す「CISS効果(Chirality-Induced Spin Selectivity)」を活用することで、有機太陽電池の発電効率を高める新しい分子設計指針を提案しました。有機太陽電池は、軽量・柔軟で印刷プロセスにも適した次世代エネルギーデバイスとして注目されていますが、そのさらなる高効率化と新しい設計指針の確立が求められています。研究グループは、分子構造に面外方向の非対称性とキラリティー...
キーワード:スピン偏極/対称性/非対称性/異方性/太陽/分子構造/キラリティー/キラル/チオフェン/有機太陽電池/有機半導体/光電流/電荷分離/電子デバイス/半導体材料/有機材料/持続可能/光照射/持続可能な開発/電荷輸送/光電変換/太陽電池/電極反応/電池/スピン/スピントロニクス/ポリマー/レアメタル/環境負荷/高効率化/半導体/分子デザイン/エネルギー変換/フラーレン/分子設計
他の関係分野:数物系科学化学総合理工工学総合生物農学
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発表日:2025年9月30日
20
高い光学異方性を備えた極細幅の無機ナノリボンを実現
絶縁性のナノ空間を反応場とした精密合成
東京大学大学院新領域創成科学研究科の中西勇介准教授、東京都立大学大学院理学研究科の田中拓実大学院生(研究当時)、古澤慎平大学院生(研究当時)、遠藤尚彦大学院生、名古屋大学大学院理学研究科の相崎元希大学院生(研究当時)、産業技術総合研究所材料・化学領域材料基盤研究部門の佐藤雄太研究グループ長、千賀亮典主任研究員、大阪大学産業科学研究所の末永和知教授、物質・材料研究機構ナノアーキテクトニクス材料研究センターの宮田耕充グループリーダーらの研究チームは、絶縁体かつ熱的・化学的に安定な窒化ホウ素(BN)ナノチューブを反応場として利用し、数ナノメートル(10億分の1メートル)幅の二硫化モリブデン(MoS₂...
キーワード:光検出器/対称性/二次元物質/テクトニクス/ラマンスペクトル/異方性/輸送特性/スペクトル/検出器/モリブデン/反応場/カルコゲナイド/ナノ物質/ラマン/気相反応/遷移金属/テンプレート/トランジスタ/リソグラフィー/可視光/絶縁体/遷移金属ダイカルコゲナイド/層状物質/電子デバイス/二硫化モリブデン/TMD/構造モデル/原子配列/電子構造/カーボン/カーボンナノチューブ/グラフェン/シリコン/センサー/ナノスケール/ナノメートル/ナノ空間/ひずみ/結晶方位/構造制御/電子顕微鏡/熱処理/半導体/ナノチューブ/ホウ素/層構造/ラマン分光
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発表日:2025年9月25日
21
ハーフメタル材料の磁化歳差運動を電界で変調
スピン波を情報担体とする新型デバイスの実現に
大阪大学大学院基礎工学研究科の山田晋也准教授、宇佐見喬政助教(研究当時)(現:先導的学際研究機構講師)、浜屋宏平教授、京都工芸繊維大学電気電子工学系の三浦良雄教授、慶應義塾大学理工学部の能崎幸雄教授、名古屋大学大学院理学研究科の谷山智康教授らの共同研究グループは、高性能スピントロニクス磁石材料(ハーフメタル材料)であるコバルト(Co)基ホイスラー合金磁石(Co₂FeSi)と表面弾性波材料として有名な圧電体ニオブ酸リチウム(LiNbO₃...
キーワード:アンテナ/モノのインターネット(IoT)/人工知能(AI)/学際研究/マグノン/異方性/磁場/マグノニクス/磁気異方性/磁気伝導/磁性体/表面弾性波/クロム/元素戦略/エピタキシャル成長/スピンデバイス/スピン波/ダンピング/トランジスタ/強磁性/半導体デバイス/エネルギー効率/持続可能/持続可能な開発/エピタキシャル/ニオブ/ハーフメタル/ホイスラー合金/圧電体/原子配列/コバルト/スピン/スピントロニクス/ダイナミクス/ナノ構造/ニオブ酸リチウム/リチウム/構造制御/弾性波/低消費電力/二酸化炭素/半導体/摩擦特性/結晶構造
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発表日:2025年8月21日
22
ナノスケールの薄膜に 磁石などの「新機能」を埋め込む新たな手法
大阪大学産業科学研究所の森田利明さん(大学院基礎工学研究科博士後期課程)、千葉大地教授(兼 東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センター センター長・教授)らの研究グループは、原子の間隔を人工的に操ったナノ薄膜をつくることに成功し、このナノ薄膜に磁石の性質など新たな機能が内蔵できることを実証しました。原子の間隔を人工的に操った状態でナノ薄膜を成膜する手法は少なく、その限られた手法にも、様々な制約がありました。今回、研究グループは、柔軟性のある基材をあらかじめ伸長し、その上に磁石の性質を示すナノ薄膜を成膜しました。成膜後に基材を自然長に戻すことで、ナノ薄膜の原子の間隔が...
キーワード:人工知能(AI)/結晶格子/超伝導体/物質科学/異方性/放射光/超伝導/ポリイミド/磁気異方性/磁性体/フレキシブル/フレキシブルエレクトロニクス/誘電体/アモルファス/エピタキシャル/インタラクティブ/コバルト/スパッタリング/スピン/スピントロニクス/ナノスケール/ナノメートル/ひずみ/積層構造/半導体/結晶構造/結晶性/層構造/ヘルスケア
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発表日:2025年7月29日
23
目に見える粉体でも、原子の結晶と同様に “転位すべり”が起こる
1点の欠陥によって、小さな力で粒状物質全体が変形することを発見
大阪大学大学院理学研究科宇宙地球科学専攻の仲井文明特任研究員(常勤)、佐々木勇人さん(博士後期課程)、桂木洋光教授、名古屋大学大学院工学研究科の畝山多加志准教授、および東京理科大学先進工学部の吉井究助教から成る共同研究グループは、多数の固体粒子で構成される粒状物質(粉体)において、“転位すべり”と呼ばれる特異な変形メカニズムが生じることを世界で初めて発見しました。転位すべりは、金属や半導体など、原子レベルの微小な結晶が変形する際に生じる基本的な現象です。しかし、砂や食品粉末、ガラスビーズのような目に見える大きさの固体粒子が集まった“粉体”においても同様の現象が起こるのか、また、どのよう...
キーワード:スーパーコンピュータ/地球科学/変形理論/数値計算/持続可能/せん断/持続可能な開発/ヤング率/シミュレーション/せん断強度/レオロジー/機能性材料/結晶欠陥/半導体/摩擦係数/離散要素法/機能性/結晶構造
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発表日:2025年7月10日
24
失われた磁性が触媒の力で回復
ポストシリコン材料の実用化に向けた新技術
大阪大学産業科学研究所の小山知弘准教授らの研究グループは、磁気デバイスの作製過程で劣化した磁石ナノ薄膜の性質を、貴金属の触媒作用により回復させることに成功しました。スパッタリングで作製された磁石薄膜と酸化物の積層構造は、高性能磁気メモリの基盤材料として期待されていますが、酸化物を製膜する過程で磁石が酸化され、特性が劣化してしまうというデメリットが指摘されています。今回、研究グループは、劣...
キーワード:低消費電力化/先端技術/光電子分光/スペクトル/磁場/酸化マグネシウム/二次元材料/電子分光/貴金属/触媒作用/MRAM/XPS/メモリ/持続可能/還元反応/持続可能な開発/電子状態/コバルト/シリコン/スパッタリング/スピン/スピントロニクス/トンネル/マグネシウム/酸化物/積層構造/低消費電力/半導体/層構造/水素ガス/ラット/創薬
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発表日:2025年5月30日
25
室温で半導体pn接合を介したスピン伝導を初観測!
消費電力の増大に歯止めをかける次世代スピントロニクスデバイス開発に期待
大阪大学大学院基礎工学研究科の大木健司さん(博士後期課程)、上田信之介さん(博士前期課程)、浜屋宏平教授、同大学先導的学際研究機構 スピン学際研究部門 宇佐見喬政講師、熊本大学半導体・デジタル研究教育機構の山本圭介教授、東京都市大学総合研究所の澤野憲太郎教授らの共同研究グループは、半導体pn接合を有するデバイス構造において、世界で初めて室温でスピン伝導を観測することに成功しました(図1)。現在、AI(半導体)の普及により大規模データセンターの消費電力は深刻な増大を続けています。そこで、低消費電力演算機能と不揮発メモリ機能を併せ持つ次世代の半導体スピントロニクスデバイス...
キーワード:低消費電力化/モノのインターネット(IoT)/人工知能(AI)/学際研究/スピン偏極/磁性体/FET/スピンデバイス/スピン注入/メモリ/メモリ素子/強磁性/強磁性半導体/磁性半導体/半導体デバイス/不揮発メモリ/カーボンニュートラル/持続可能/持続可能な開発/ゲルマニウム/ホイスラー合金/磁性材料/カーボン/スピン/スピントロニクス/トンネル/極低温/低消費電力/半導体/量子力学
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発表日:2025年3月31日
26
テラヘルツ波で耳の病気を見える化
内耳蝸牛内部の非破壊3D観察に成功
早稲田大学大学院情報生産システム研究科 芹田和則(せりたかずのり)准教授、神戸大学大学院医学研究科 藤田岳(ふじたたけし)准教授、柿木章伸(かきぎあきのぶ)特命教授、大阪大学レーザー科学研究所 斗内政吉(とのうちまさよし)教授、大阪大学大学院工学研究科博士課程Zheng Luwei(ゼンルーウェイ)氏らによる研究グループは、マウスを用いた実験により、テラヘルツ波を利用して、音をつかさどる耳の器官である「内耳蝸牛」のマイクロメートルスケールの小さな内部構造を3次元で非破壊観察することに世界で初めて成功しました。蝸牛は骨に囲まれているため、光では骨を透過できず、X線では照射臓器に被ばくのリ...
キーワード:3D画像/機械学習/情報学/生体情報/産学連携/コンパクト化/パルス/非線形/内部構造/テラヘルツ/分子分光/プローブ顕微鏡/一分子分光/パルスレーザー/回折限界/3Dイメージング/テラヘルツ波/レンズ/可視光/非線形光学/フェムト秒/マイクロ/レーザー/光計測/周波数/生産システム/電磁波/半導体/一細胞/生体内/近接場/光イメージング/頭蓋骨/内視鏡/難聴/病理/蝸牛/プローブ/マウス/早期発見/低侵襲
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発表日:2025年3月27日
27
有機材料中の水素と重水素の分布を 単一分子スケールで識別することに成功
新たな電子線分光技術により、分子や結合位置の特定に効力
プラスチックや有機半導体など高機能有機材料の特性を精緻に制御するには、材料内部の微細構造を分子レベルで解明することが不可欠です。しかし、これまで有機材料中の化学結合や分子の位置を分子レベルで特定できる技術がありませんでした。東北大学多元物質科学研究所の陣内浩司教授と宮田智衆講師ら、産業技術総合研究所ナノ材料研究部門の千賀亮典主任研究員、大阪大学産業科学研究所の末永和知教授、防衛大学校応用物理学科の萩田克美講師のグループは、電子線による分子振動マッピング法を独自に開発し、炭素に対する水素と重水素の化学結合の違いを見分けることで、有機材料中に存在する重水素標識分子の空間分布を3 nmの分解...
キーワード:産学連携/空間分布/分析技術/化学物質/磁気共鳴/中性子散乱/表面エネルギー/物質科学/安定同位体/中性子/同位体/内部構造/スペクトル/重水素/振動スペクトル/共重合体/スチレン/ピリジン/ブロック共重合体/ポリスチレン/液晶/共重合/高分子/有機半導体/電子線/樹脂/走査透過型電子顕微鏡/電子エネルギー損失分光/単一分子/分子振動/有機材料/EELS/STEM/局所構造/ナノスケール/ナノメートル/ナノ材料/プラスチック/高分子材料/水素化/電子顕微鏡/電子顕微鏡法/動力学/半導体/微細構造/分解能/分子動力学/分子動力学法/マッピング/SPECT/空間分解能/MRI/核磁気共鳴/官能基/生体高分子
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発表日:2025年3月27日
28
半導体と金属界面の接触抵抗の評価手法を一新
次世代半導体デバイスの利用環境に適応する界面材料の発見に期待
京都工芸繊維大学 菅原 徹 教授(兼:大阪大学産業科学研究所 招へい教授)らの研究グループは、大阪大学産業科学研究所、トリノ工科大学らと協力し、異なる材料間の界面での接触抵抗を直接比較できる界面物性評価手法を開発し、半導体デバイスの利用条件に適した界面材料を提案できることを明らかにしました。これまで半導体/金属界面の接触抵抗は、伝送長法(Transfer Length Method: TLM)を用いて測定されてきました。しかしながら、TLMは、測定サンプル(デバイス)に使用する半導体の厚みを考慮しておらず、半導体や金属、サイズなどの条件が異なるサンプル間で接触抵抗を直接比較し、評価する...
キーワード:サンプルサイズ/情報学/産学連携/界面物性/絶縁体/電子デバイス/半導体デバイス/半導体材料/温度依存性/材料特性/評価手法/チタン/電気抵抗/化合物半導体/金属材料/半導体/エネルギー変換/スマートフォン
他の関係分野:情報学複合領域工学農学
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発表日:2025年2月28日
29
絶縁膜と炭化ケイ素(SiC)の界面に局在する 発光中心のエネルギー準位を解明
大阪大学大学院工学研究科の小林拓真准教授、大西健太郎さん(博士前期課程)、中沼貴澄さん(博士後期課程)、渡部平司教授は、豊田中央研究所の遠山晴子博士、田原康佐博士、朽木克博博士と共同で、絶縁膜/炭化ケイ素(SiC)界面発光中心のエネルギー準位を解明することに成功しました。SiCは優れた材料物性を有し、微細加工やプロセス技術も進展しているため、量子技術への応用が期待されています。特に絶縁膜/SiC界面発光中心は、量子技術で重要な単一光子源として機能します(図1)。界面発光中心は、量子研究分野で有名なダイヤモンド中の...
キーワード:コンピューティング/情報学/産学連携/ダイマー/量子暗号/ケイ素/NVセンター/トランジスタ/単一光子/単一光子源/半導体デバイス/持続可能/持続可能な開発/量子コンピューティング/光学特性/SiC/トラップ/レーザー/半導体/微細加工/酸素分圧/心臓
他の関係分野:情報学複合領域数物系科学化学総合理工工学総合生物
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発表日:2025年2月19日
30
二次元材料上で二酸化バナジウムの超薄膜化に成功!
安価で柔軟な次世代エレクトロニクス用材料の合成技術
大阪大学産業科学研究所の余博源さん(大学院基礎工学研究科博士後期課程)、田中秀和教授、物質・材料研究機構の渡邊賢司博士、谷口尚博士らの研究グループは、二次元材料のひとつである六方晶窒化ホウ素(hBN)の上に、パルスレーザ蒸着法を用いて二酸化バナジウム(VO2...
キーワード:ユビキタス/学際研究/パルス/物質科学/六方晶窒化ホウ素/超薄膜/スペクトル/二次元材料/ラマン/強相関/バナジウム/ナノデバイス/フレキシブル/半導体デバイス/半導体材料/微細化/有機材料/持続可能/持続可能な開発/半導体産業/単結晶/グラフェン/シリコン/スピン/ナノスケール/ナノメートル/酸化物/積層構造/半導体/光学顕微鏡/ホウ素/結晶構造/層構造/スマートフォン
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