Katsuhiro Tomioka 研究室

主宰者：Katsuhiro Tomioka
北海道大学

AI 要約（直近 5 年の研究成果）

本研究室では、次世代の半導体デバイスを実現するため、III-V族化合物半導体（InP、InGaAsなど）のナノワイヤ構造を利用した電子・光デバイスの研究を行っています。研究の中心的な問いは、ナノスケールのワイヤ状構造を用いることで、従来のシリコンデバイスでは困難な微小化や高性能化をいかに実現するかです。特に、ゲート電極がナノワイヤを全周から制御する「ゲート・オール・アラウンド」構造に着目し、漏れ電流を抑制して低消費電力デバイスを実現することを目指しています。 手法としては、金属有機気相成長法を用いた選択領域成長により、シリコン基板やシリコンオンインシュレータ基板上に垂直に立つナノワイヤを製造します。また、結晶構造の相転移（亜鉛鉱構造とウルツ鉱構造の変換）を利用して、同一材料内に新しい接合を形成する技術も開発しています。これらのナノワイヤを用いて、トランジスタや発光ダイオード、トンネル接合など様々なデバイスを試作し、特性評価を行っています。 主要な発見として、ナノワイヤの径を制御することでデバイス特性が大きく変わること、異なる結晶相の接合が従来の格子不整合の問題を回避できること、金属層を組み合わせた構造が光の取り出し効率を向上させることなどが報告されています。これらの成果は、シリコンフォトニクスやセンシング、次世代論理回路といった実用応用への基礎となるものです。

※ AI（Claude）が、公開されている論文要旨から研究の問い・手法・主要な発見を事実情報として抽出・再構成して自動生成しています。誤りを含む可能性があるため、正確性は研究室公式情報でご確認ください。

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