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研究室PICK UP

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半導体物理学研究室

米田 稔

半導体が構成元素や構成比、原子配置によって優れた機能を発現する点に着目。光学特性、電気伝導性、磁気特性などの基礎研究を通して、新しい機能をもつ半導体の開発に取り組む。

Keyword
半導体/エネルギー/薄膜/量子

亜鉛や硫黄など自然に優しい物質を使った 新しい半導体の基礎物性を探る。

金属などの電気を通す導体と、ゴムなどの絶縁体の中間的な電気抵抗率をもち、電化製品や医療機器など、数多くの機器の制御に使われている半導体。米田 稔先生は、化合物を与えることで発揮される新しい半導体の新しい物性について研究しています。
「現在、半導体の材料は、単結晶化しやすいことからシリコンが主流です。しかし環境負荷や、その対策にかかるコストなどの面で問題を抱えています。そこで研究室では、亜鉛や硫黄などあまり利用されていない元素を用いた半導体の基礎物性を研究しています」と米田先生。亜鉛や硫黄などは、自然界に豊富に存在する物質です。研究が進めば、より安価で環境に優しいLEDや太陽電池パネルの開発につながる可能性があります。
化合物と聞くと、化学を想像しがちですが、研究は物理的なアプローチで行われます。研究室では、実験サンプルとして薄膜半導体や量子ドット半導体を自作。たとえば大規模な分子線エピタキシ薄膜成長装置を使う実験では、真空状態の中で原子や電子の特性をいかして、2種類の元素を物理的に結合させて厚さ500ナノメートル※の薄膜半導体を作製。その構造や物性を分析しています。ゆくゆくは、LEDなどのデバイスへの応用をめざして研究を続けています。
装置の制御プログラミングやメンテナンス、分析は学生が担当。学生たちは、「実験が多く楽しいです」「プログラムの知識が身につきました」と語ります。米田先生いわく「学生には、ものづくりの一端に触れてもらいながら、仲間とのコミュニケーションなど、さまざまな体験をして欲しいと考えています」。新しい半導体技術の開発に携わる楽しさと、自身の成長を実感できる研究室です
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    量子ドット半導体の実験画像。研究室では化合物の供給回数を制御することで、赤や青などの発光に成功。LEDや太陽電池パネルへの活用が期待される技術だ