原研究室の研究内容

私達が日常的に使っているスマートフォンやパソコン等の電子機器には非常に小さな半導体素子が集積されています。 現在用いられている半導体材料はシリコンが主流ですが、微細化に限界が近づいている状況です。 そこで新たな材料として、グラフェン（２０１０年度ノーベル物理学賞）をはじめとする二次元材料が注目されています。 原研究室では二次元材料の基礎物性を解明するとともに、デバイス応用に向けた研究に取り組んでいます。

半導体業界で一般的に行われる素子作製プロセスや伝導特性評価などを研究活動を通して経験することができます。 他大学（東京大学・東北大学・広島大学など）との共同研究により、極低温や強磁場、放射光を用いた計測も行っています。

グラフェンの研究

グラファイト（黒鉛）を炭素原子１個分の厚さで剥がしたものがグラフェンです。 極薄の材料にも関わらず、優れた電気伝導性・熱伝導性や機械的特性を示すことから、 次世代の材料として盛んに研究が進められています。 原研究室では電子線リソグラフィー技術を用いた微細加工や原子間力顕微鏡（AFM)観察などの手法を用いて、 グラフェンの基礎物性に関する研究を進めています。 最近の研究成果として、グラフェンドラムを原子間力顕微鏡の探針で押し込んでいき、 探針の熱振動の変化を測定することで、グラフェンの弾性に関する情報が得られることが分かりました。 [ 論文・ 高校生向け解説 ]

酸化チタンナノシートの研究

酸化チタンは超親水性効果（表面に水が付きやすい）や光触媒分解効果（紫外線を当てると有機物等の汚れを分解する） といった特徴的な機能を有するため、私達の生活の中でも使われています。原研究室では１ナノメートル程度の厚さを持つ 酸化チタンナノシートに注目して研究を行っています。湿度や紫外光照射に対する伝導性の変化や原子間力顕微鏡観察等を行うことで、 将来の薄くて軽い高感度湿度センサーや紫外線センサーへの応用を目指しています。 最近の研究成果として、酸化チタンナノシートとグラフェンを積層した電界効果トランジスタ（FET）を作製することで、 水分子や酸素分子の吸着を高感度に検出できることが分かりました。 [ 論文 ]