水谷研究室

水谷研究室
http://133.6.66.95/mizutanilab-j/
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9
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将来の情報処理・通信を担う
超高速・低電力デバイス・集積回路を研究
ナノテクノロジーを用いて
ナノテクノロジ
を用いて
テラヘルツ・テラビット・ナノワットの実現を目指す
新規ナノデバイス技術の構築
−材料・プロセスから集積回路まで−
材料 プ
から集積回路ま
ナノプロセス技術
•
•
•
•
•
カーボンナノチューブ成長技術
カーボンナノチューブ集積技術
分子線エピタキシによる高品質半導体結晶成長技術
極微細ナノデバイスプロセス技術
柔軟な基板上における集積回路作製技術
ナノデバイス技術
•
•
•
•
•
•
極微細カーボンナノチューブトランジスタ作製技術
カーボンナノチューブトランジスタの特性制御技術
超高速カ ボンナノチ
超高速カーボンナノチューブトランジスタ作製技術
ブトランジスタ作製技術
カーボンナノチューブを用いた新奇な光量子素子の考案
高性能GaN HEMT設計技術
高耐圧ノーマリーオフ型GaN HEMT作製技術
ナノデバイス応用技術
• フレキシブルRF-IC
• 極微細ナノチューブCMOS
窒化ガリウム（GaN）系電子デバイス
GaN HEMT
• 次世代超高速・高出力デバイス
特徴
高速デバイス作製技術
• 高耐圧・高出力
• 高温動作
• 高速
(K)
440
420
400
380
360
y (m)
0
携帯基地局
無線LAN
衛星通信
自動車レーダ
ITS
340
Source
Drain
320
300
280
-20
•
•
•
•
•
20
Applications
Gate
-20
0
x (m)
20
顕微ラマンによる発熱分布の解析
50
h21
U-gain
Gain (dB)
40
30
fT=54GHz
5 G
fmax=80GHz
20
10
0 8
10
9
10
10
10
Frequency (Hz)
高周波動作実証
11
10
ケルビンプローブフォース顕微鏡
ケ
ビ プ
ブ
顕微鏡
による素子内電位分布の解析
カーボンナノチューブ（CNT）
• 直径：1 nm ~
•超高密度VLSIの構築
• 半導体/金属の両方の性質
•テラヘルツトランジスタ
• 大きな電流密度
の実現
• バンドギャップエンジニアリングが可能
• 理想的な一次元量子細線
•柔軟性を持つ集積回路
の実現
• 直接遷移半導体
•光量子素子の実現
1 nm
多端子ナノチューブ
トランジスタ
CNTの光学的特性評価
極微細ナノチューブトランジスタ
ピーポッドのTEM像
ポッ
像
新規光量子素子
ナノチューブトランジスタの特性制御技術
主な研究資金
１．文部科学省・科学研究費補助金・特定領域
「カーボンナノチューブ・ナノエレクトロニクス」
平成１９年度 平成２３年度 領域代表者 水谷 孝
平成１９年度∼平成２３年度，領域代表者：水谷
２．経済産業省・ナノエレクトロニクス半導体新材料・新構造技術開発プロジェクト
「カーボンナノチューブデバイス創出に向けた成長・プロセス制御」
平成１９年度∼平成２３年度，代表：水谷 孝
３．総務省・戦略的情報通信研究開発推進制度
「ナノゲート・カーボンナノチューブFETの開発研究」
平成１９年度∼平成２１年度，代表：大野雄高
４．新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)・産業技術研究助成
「高性能カーボンナノチューブ薄膜トランジスタの開発」
薄膜
」
平成２０年度∼平成２４年度，代表：大野雄高
主な共同研究
企業
（株）日鉱マテリアル
高品質化合物半導体結晶の成長とデバイス応用の研究
（株）パウデック
高品質GaN結晶の成長とデバイス応用に関する研究
（株）トヨタ自動車
カーボンナノチューブ導線に関する研究
（株）松下電器産業
高性能GaN HEMTの試作と評価に関する研究
大学
学
東京大学・工学系研究科・丸山茂夫教授
高品質カーボンナノチューブの成長と光量子デバイスへの応用の研究
九州大学・先導物質化学研究所・吾郷浩樹准教授
ナノチュ ブの位置 方向制御成長とデバイス応用の研究
ナノチューブの位置・方向制御成長とデバイス応用の研究
ヘルシンキ工科大学（フィンランド）・エスコ カウピネン教授
柔軟性を持つカーボンナノチューブ薄膜トランジスタの開発研究
新聞に掲載されました
水谷研における研究の進め方
電子デバイスの作製
一貫したデバイス作製プロセスができるのは水谷研だけ！
アイデアの発案
これまでの研究や
論文を参考に
アイデアを出します。
デバイス作製
水谷研専用クリ ン
水谷研専用クリーン
ルームで作製が
できます。
デバイス評価
作製したデバイスの
特性を評価して、
考察します
考察します。
アイデアの発案
B4の研究室生活
あるB4の一日の生活
−用事がある日はこんな感じ−
学校
学校
飯
（実験）
（実験）
睡眠
9:00 11:00 13:00
0:00 1:00
−実験する日はこんな感じ−
0:00 1:00
24:00
16:30
24:00
13:00
学校
飯
（実験）
睡眠
バイト、サークル、遊び
7:30 10:00
学校
（実験）
12:00
18:00
学生一人一人が自分のペースで研究を進める
「遊ぶときは遊ぶ！！やる時はやる！！」というメリハリが大事
土日は休み
輪講
週1回行う(今年度は火曜日午前)
英語のテキストを読む（半導体デバイスの基礎知識の習得）
当番の一人が講師となりみんなに分かりやすく説明
月1程度でプレゼン練習
卒業研究
4月に、ナノチューブトランジスタ試作大会開催。
→素子作製プロセスから測定方法まで体験
基本5月から先輩と一緒に卒業研究を開始します。
基本5月から先輩と一緒に卒業研究を開始します
先輩が装置の使い方をしっかり教えてくれます。
7月、12月、3月に卒業研究の発表会があります。
年間行事 （2009年度）
4月
B4配属決定
研究紹介・新歓コンパ
輪講スタート
卒研テーマ決定
5月
実験を始めていく
6月
梅雨に負けない！
7月
中間発表
水谷研の３人の先生方
院試勉強本格化
前期終了飲み会
8月
大学院入試
9月
研究室旅行
研究室旅行：東尋坊
研究室旅行
東尋坊
応用物理学会
10月
後期開始
卒研本格化
11月
茄子がおいしい
12月
中間発表
大掃除
研究室旅行で麻雀
研究室旅行でバスケ
忘年会
1月
研究室紹介準備
2月
卒論発表
3月
追い出しコンパ
卒業式
卒論提出
忘年会
応用物理学会
水谷研Q&A
研究 実験 仕方が全然わからな けど大丈夫
Q1 研究・実験の仕方が全然わからないけど大丈夫？
大丈夫です。最初は誰もわかりません。
先輩や先生が優しく丁寧に教えてくれるので、すぐに覚えれます。
Q2 学会で海外に行けるの？
行けます。研究を頑張れば、誰でも行けます。
過去には、ブラジル・ラスベガス・韓国などに行きました。
もちろん日本全国にも行けます。旅費は研究室から支給されます。
Q3 どんな企業に就職できるの？
どこでもできます。今までの卒業生は、デンソー・
トヨタ 三菱電機 旭化成などに就職しています
トヨタ・三菱電機・旭化成などに就職しています。
Q4 量子工学専攻って何ですか？
大学院での講義が電子情報システム専攻と少し変わってきます
が、基本的には変わりません。就職の推薦については、量子工
学専攻からも電子情報システム専攻からももらえます。
Q5 バイトやサークルはできますか？
できます。B4の全員がしています。
きます
全員がし
ます
Q6 水谷研は忙しいの？
４年の始めから研究テーマが与えられ実験が始まりますが、
４年の始めから研究テ マが与えられ実験が始まりますが
研究は自分のペースで行えるので、毎日忙しいわけではな
く、遊ぶときにはちゃんと遊んでいます。
大学院進学者は受験勉強を優先します。
Profile
水谷研究室の強力な先生方
水谷 孝 教授
3年後期の「電子デバイス工学」の授業でお世話に
なった先生。学生が分かるまで丁寧に教えてくれる親
切な先生である。半導体を中心とした知識量において
は右に出るものはいない。スキー、テニス、酒、マー
ジャンなどなど、学生に溶け込んで（率先して?）やって
いる。芋焼酎にはまっているとの事。大きなプロジェク
トを２つかかえている。
トを２つかかえている
大野 雄高 准教授
3年生の実験等を担当している。研究一筋に頑張って
いる、未来を担う若手研究者。輪講でお世話になりま
す。山＆温泉をこよなく愛している。口癖は「何してん
の？」「暇そうだねぇ∼」。お菓子が好き。研究者として
だけでなく教育者としても熱が入っている。最近、悪玉
が増えているらしい。焼酎をストレートで飲む。
岸本 茂 助手
大実験「音声送受信」を担当している。ベンチャー・ビ
ジネス・ラボラトリー（VBL）の専任教官も兼ねており、
そちらにいる場合も多い。実験装置に何か異変が起
こったときは岸本先生に聞けば全て解決。相談にも快
く乗ってくれる。この方も酒好きである。ダーツの腕前
がすごいらしい。ほのぼのパパさん。
ポスドク
石井 聡 (CNT)
いっぱい実験をしている。
愛妻弁当を食べている。
通訳もできる。
C. G. Lim (CNT)
シンガポールより来日。
ベジタリアン。
日本のフルーツが好き。
孫 東明 (CNT)
中国より来日。
スポーツ万能。
ポ
能。
バスケも卓球も強い。
秘書
鈴木さん・磯輪さん
学会や出張の時に色々お世話になります。水谷先生の部屋で
仕事しています。
-D1沖川 侑揮 （CNT）
屈指のいじられたがり。
たまに泣く。
ク
バ
注
スクリーンセーバーに注目!!
-M2小野 雄貴 (CNT)
スタバでバイトしている。
常に眠い。
ポケモントレーナー。
北村 隆光 (CNT)
高専からやってきた岐阜の人。
パソコンのことは何でも知っている。
パソコンのことは何でも知っている
峠を見るとわくわくする。
野田 元太郎 (CNT)
名工大からやってきた。
岐阜の実家から通っている。
自称 よく喋る人
森山 直希 (CNT)
スーパーのレジでバイトしている。
プレゼンの元プロ。
ゲーマーであり、ギャンブラーである。
李 旭 (GaN)
中国からの留学生。
難しい日本語を日本人より
多く使う。
林 慶寿 (GaN)
すごく頭が良い。
すごく頭が良い。
すごく頭が良い。
佐藤 雄一郎 (CNT)
まじめ。
丁寧。
浜崎あゆみが好き。
畑 謙佑 (CNT)
敬語が苦手。
先輩の食べ物は自分のもの。
沖川さんをいじるのが得意。
-M1M1
宮崎 英志 (GaN)
「テスト前は」3冊分勉強する。
よく寝る。
アニメで朝3時以降に寝る。
-B4鈴木 耕佑 (CNT)
スキーサークル所属。
バイクを乗り回している。
車好き。
二宗 護 (CNT)
自称 理論派
合唱サークル所属。
飲むと理論が崩壊する。
山田 達也 (CNT)
自称 プレゼンのプロ
小説が好き。多趣味。
ライブも好き。多趣味。
山田 博之 (GaN)
陸上部で体育会系、なのに
お酒に弱い。
体も弱い。
いつでも自由に見学に来てください!!