Akira Toriumi 研究室

本研究室では、微細化したデバイスにおける物質の相転移（物質の性質が劇的に変わる現象）の制御と活用に取り組んでいます。特に、金属と絶縁体の性質を行き来する酸化物材料（VO₂など）や、電気を蓄える性質を持つ酸化物材料（ハフニウムおよびジルコニウムの酸化物）に着目しています。これらの材料は超低消費電力の電子デバイスやメモリデバイスとして応用される可能性があります。 研究の手法として、固体電解質を利用した静電ゲート制御技術を開発・改善しています。電極の構造を三端子デバイスとし、極微細な領域で物質の相転移を精密に操作する実験を行っています。また、複数の酸化物層を原子スケールで積み重ねた構造（ナノラミネート）を作製し、その界面特性を詳細に調べています。 主な発見として、材料が微細化されるにつれて相転移の性質が段階的な変化から急激な変化へと転換すること、およびナノラミネート構造では相転移が加速されることが明らかになっています。これらの知見は、次世代の省電力デバイス設計の基礎となるものです。