神戸大学 研究シーズ|
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研究キーワード：神戸大学における「半導体」 に関係する研究一覧：8件
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発表日：2025年11月4日
1
電場と温度勾配が駆動する新しいホール効果の発見
キラル物質における特異な非線形熱電効果を実証
理化学研究所（理研）創発物性科学研究センター動的創発物性研究チームの野本哲也特別研究員、賀川史敬チームディレクター、強相関物質研究グループの吉川明子上級技師、量子コンピュータ研究センター半導体量子情報デバイス理論研究チームの仲澤一輝研究員、神戸大学大学院理学研究科物理学専攻の山口皓史特命助教（理研創発物性科学研究センタースピン物性理論研究チーム客員研究員）の共同研究グループは、キラル物質[1]において電場と温度勾配の共存によって生じる新しいホール効果（電流の向きが曲がる現象）を発見しました。本研究成果は、熱の流れの制御や廃熱を使った発電などに役立つ新たな熱電効果の...
キーワード：位相幾何学/トポロジー/トポロジカル絶縁体/バンド構造/温度勾配/幾何学/磁気構造/多極子/対称性/熱電効果/非線形/非線形応答/物性理論/輸送現象/量子コンピュータ/量子情報/量子輸送/量子輸送現象/ホール効果/輸送特性/磁場/波動関数/キラル/トポロジカル/強相関/エネルギー利用/スピン流/温度センサー/絶縁体/電子デバイス/単結晶/電子状態/スピン/センサー/ダイナミクス/マイクロ/第一原理/第一原理計算/半導体/量子力学/エネルギー変換/結晶構造/スマートフォン
他の関係分野：数物系科学化学総合理工工学農学
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発表日：2025年10月14日
2
イオンゲルとグラフェンで、機械学習の計算を劇的に省力化できるAIデバイスを実現
エッジAI向け省エネ技術として期待
従来の課題近年、深層学習や生成AIに代表される機械学習の消費電力が指数関数的に増大しており、深刻な社会問題となっています。この解決に向けて低消費電力かつ高い計算性能を備えた人工知能（AI）デバイスの需要が高まっています。高効率な脳型情報処理であるリザバーコンピューティング(1)を行うAIデバイス「物理リザバー」(2)は、計算負荷（必要な積和演算の数）が小さく省電力であるため注目されていますが、ソフトウェア処理に比べて低い計算性能が課題でした。成果のポイント今回、NIMS、東京理科大学、神戸大学からなる研究チームは、...
キーワード：コンピューティング/ベンチマーク/AI/アルゴリズム/クラウド/タスク/ディープラーニング/ニューラルネットワーク/プライバシー/機械学習/深層学習/人工知能（AI）/生体信号/微分方程式/パルス/結び目/非線形/非線形応答/カオス/テクトニクス/イオン液体/ナノマテリアル/高分子/酸化還元反応/電子移動/電気二重層トランジスタ/ソフトマテリアル/分子吸着/2次元材料/キャリア/トランジスタ/ニューロモルフィック/メモリ/絶縁体/電界効果トランジスタ/電気二重層/電子デバイス/誘電体/過渡応答/省エネ/還元反応/イオン伝導/ナノワイヤ/電界効果/グラフェン/データ処理/トラップ/ナノスケール/ナノ構造/ニューラルネット/ネットワーク構造/フィードバック/モデル化/異常検知/移動度/光学素子/酸化還元/周波数/低消費電力/電解質/熱伝導/半導体/非線形性/脳型情報処理/神経回路網/極性輸送/リザバーコンピューティング/ニューロン/短期記憶/血液/神経回路/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総合生物
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発表日：2025年9月18日
3
デバイス界面の作り方で磁気特性が変わることを予測
次世代スピントロニクスデバイスの性能向上に期待
本研究では、量子力学に基づく理論計算とスパコンを活用して、NiFe強磁性合金とグラフェン界面の吸着エネルギーと磁気特性について、図1(左)のようにNiFe強磁性合金とグラフェンが吸着したモデルを用いて、グラフェンの吸着位置のみならずNiFe強磁性合金基板および表面の組成比を変化させながら調べました。2次元層状物質は、ファンデルワールス力という非常に弱い相互作用で積層することが知られています。このため、金属表面と2次元層状物質の吸着力も一般的に弱く、主にファンデルワールス相互作用に起因します。図1右のようにNiFe強磁性合金上におけるグラフェンの吸着位置を調べたところ、グラフェンは表面金...
キーワード：計算モデル/磁気抵抗/弱い相互作用/物質科学/強磁性金属/磁気モーメント/情報機器/接合界面/ファンデルワールス力/強磁性/層状物質/持続可能/持続可能な開発/原子構造/酸化物薄膜/磁気特性/グラフェン/スピン/スピントロニクス/トンネル/酸化物/第一原理/第一原理計算/半導体/量子力学
他の関係分野：情報学数物系科学総合理工工学
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発表日：2025年5月16日
4
「量子の仮面」が物質の素顔を覆い隠す
表面の微小変化が生む“量子錯覚”のメカニズムを解明
今回、神戸大学と電気通信大学の研究チームは、量子力学に基づく理論計算（第一原理計算と原子軌道線形結合法）を用いて、ビスマスの結晶構造と電子のふるまいを詳細に調べました。その結果、ビスマスの表面近くでは、原子の並ぶ間隔がごくわずかに拡がっている（=表面緩和）ことが分かりました。さらに、このわずかな変化が局所的にトポロジーの性質を反転させてしまうことを明らかにしました。つまり、物質の中身のトポロジーとは異なる性質を持つ“表面の層”が自然に形成され、本来表面に現れるはずの中身の性質が隠されてしまうという現象が起こっていたのです。これまでトポロジカル物質を見分けるためには、「バルク・エ...
キーワード：電気通信/先端技術/位相幾何学/トポロジー/ビスマス/幾何学/物質科学/量子コンピュータ/ブロッキング/アンチモン/スピン軌道結合/トポロジカル/トポロジカル物質/絶縁体/半金属/スピン/スピントロニクス/第一原理/第一原理計算/半導体/量子力学/結晶構造/表面構造/構造変化
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学総合理工工学農学
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発表日：2025年4月3日
5
昼夜に発電可能な熱放射発電素子構造を提案
持続可能なエネルギー供給に期待
通常の半導体では価電子帯と伝導帯の間のバンドギャップ内で電子は存在できませんが、半導体量子構造や不純物などがバンドギャップ内に形成するエネルギー準位を中間バンドとして用いることで、バンドギャップエネルギーよりも低エネルギーの遷移を熱放射や光吸収で利用できるようになります。本研究では、高温での動作が期待できる、中間バンド構造を導入した熱放射発電素子における発電特性を解明し、伝導帯から価電子帯、伝導帯から中間バンド、中間バンドから価電子帯の3つの遷移を利用することで発電密度が向上することを明らかにしました（図１）。これまでに、3つの遷移が可能なエネルギーに重なりが無い場合、中間バンド構造を導入する...
キーワード：産学連携/バンド構造/赤外線/太陽/太陽光/キャリア/バンドギャップ/光吸収/半導体量子構造/量子構造/カーボンニュートラル/持続可能/高温環境/太陽光発電/太陽電池/電池/カーボン/電磁波/二酸化炭素/半導体
他の関係分野：複合領域数物系科学総合理工工学
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発表日：2025年3月28日
6
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※1を利用して、音をつかさどる耳の器官である「内耳蝸牛※2」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...
キーワード：3D画像/機械学習/生体情報/品質管理/コンパクト化/パルス/フェムト秒パルス/非線形/非線形応答/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/波長変換/半導体デバイス/非線形光学/3次元構造/ナノメートル/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/光学顕微鏡/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
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農学
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発表日：2025年3月11日
7
多端子形双方向直流コンバータを開発
複数のエネルギーデバイスを融合する電力インターフェース
電力インターフェースの入力側・出力側に複数のエネルギーデバイスをもつシステム構成に対応できることがMP-BDCの価値を高めることになります。具体的には、入力直列-出力並列(ISOP)、入力並列-出力直列(IPOS)などの電力変換器の多重化に対応できるだけでなく、入力側・出力側がそれぞれ単一もしくは複数のエネルギーデバイスで構成される場合でも双方向（相互）に電力変換できる機能が求められます。また、直流負荷の電力需要に依存して変動する直流母線電圧に大きく左右されず、BESSとEVの蓄電量を自在に制御することも必要です。この課題に対して、当研究グループでは、先に開発した「インターリーブチャージポンプ...
キーワード：電力制御/インターフェース/AI/モノのインターネット（IoT）/情報学/人工知能（AI）/産学連携/トポロジー/ノイズ/高周波/ケイ素/MOSFET/エネルギー貯蔵/トランジスタ/高電圧/蓄電池/電力システム/電力工学/電力変換/半導体デバイス/力制御/カーボンニュートラル/デジタル化/持続可能/省エネ/低炭素/分散型電源/マネジメント/持続可能な開発/電池/燃料電池/カーボン/SiC/パワーエレクトロニクス/マイクロ/化学工学/軽量化/航空機/自動車/周波数/設計法/電気自動車/電力変換器/半導体
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学工学
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発表日：2025年2月27日
8
広帯域のテラヘルツ光で光のダイオ
ード効果を観測次世代高速無線通信用デバイスの開発につながる機構を解明
テラヘルツ光注１の一方向透過性（光ダイオード効果）を広い吸収帯を持つ特殊なマグノン注２励起において観測しました。50テスラ注３、3テラヘルツという極限的な磁場と周波数領域での電子スピン共鳴注４測定と、「自発的マグノン崩壊」に基づく理論により、電気磁気効果注５（交差相関効果）による光の電場と磁場の干渉機構を明らかにしました。本研究はテラヘルツ領域の光通信に利用できる光アイソレータや光スイッチ実現への扉を開く重要な成果です。&n...
キーワード：無線通信/ミリ波/オープンアクセス/情報学/産学連携/ESR/エレクトロマグノン/テラヘルツ光/パルス/パルス強磁場/パルス磁場/マグノン/マルチフェロイック/幾何学/強磁場/交差相関/磁気秩序/磁気励起/準粒子/電気磁気効果/反強磁性/誘電性/量子化/広帯域/中性子/中性子回折/電子スピン共鳴/非弾性/テラヘルツ/遠赤外線/磁場/赤外線/超伝導/磁気モーメント/磁性体/スピン波/強磁性/光アイソレータ/光スイッチ/光デバイス/光吸収/光通信/光励起/理論解析/コバルト/スピン/マイクロ/マイクロ波/金属材料/光学素子/周波数/電磁波/半導体/量子力学/干渉効果/APC
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学総合理工工学農学