甲南大学 理工学部

半導体研究室 研究紹介

 
 

非平衡系の現象は物理として未完成の領域であり、応用上も非常に重要である。例えば 非平衡過程を用いれば平衡系では不可能な物質の創成が可能となる。本研究室ではパルスレーザーを用いたパルスレーザーアブレーション法やパルスレーザーメルティング法によって非平衡な動的な現象を解明するとともに、特色のある物質の創成に取り組んでいる。

非平衡過程を利用したナノ構造半導体の創成

非平衡緩和過程を利用した太陽光エネルギー変換素子

物質に太陽光線を照射し非平衡状態を形成しその緩和過程でエネルギーを取り出すことができれば、太陽光エネルギーの有効利用につながる。本研究室では複合ナノ構造間での非平衡エネルギー緩和を利用して太陽光によって水から水素を作り出す光触媒、電流を発生させる太陽電池にかかわる研究を行っている。

半導体ナノ結晶(量子ドット)間の相関現象の研究

半導体ナノ結晶では量子効果によって特徴的な電子構造をとる。ナノ結晶集合体においてはナノ結晶間の相互作用によって電子構造が影響を受けるとともに励起電子の緩和過程や電気伝導過程が大きく変化する。特にランダムに配列したナノ結晶集合体においてはフラクタル構造とパーコレーション伝導の相関等、複雑系に関連する新しい物理現象の発現が期待できる。

半導体ナノ結晶(量子ドット)内での電子間の相関現象

半導体ナノ結晶内では電子間の相関によって大きなエネルギーをもった光子1つの吸収によって1つ以上の電子が生成される(マルチエキシトン効果)可能性がある。この現象を太陽電池や光触媒に利用できれば、これまで以上の高効率が期待できる。そこで広くナノ結晶内での電子の相互作用に関する研究を行う

 本研究室ではナノ構造半導体の創成、ナノ結晶間での相互作用による新機能性の発現等に関する研究を行っている。

 キーワードとしてはナノ構造半導体、パルスレーザーアブレーション、パルスレーザーメルティング、レーザープロセッシング、太陽光エネルギー変換素子(光触媒、太陽電池等)、エネルギー移動、非平衡現象、動的過程、量子相関、電子相関等があげられる。

新規機能性材料の研究

近年、従来とは異なる半導体および機能性素子の研究が盛んである。本研究室でも有機半導体、金属ナノクラスター等の応用上発展性のある材料の物性研究を進めている。