材料と光が拓く新しいデバイス技術

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2025-02-05

engineering

{'items': [{'key': '50lb', 'term': '二酸化バナジウム（VO2）', 'description': {'blocks': [{'key': '5f0dn', 'text': '強相関電子系酸化物の1種で、Si上の薄膜状態では約55℃を境に低温の絶縁体から高温の金属へと相転移し、大きな電気抵抗などの特性変化を生じます。相転移の過程で、本質的不均一という金属ドメインが絶縁体の中に発生して増えていくという現象が見られます。相転移は熱、磁場、光などさまざまな外場によって引き起こされるため、センサーやメモリーなど実用デバイスへの応用が期待され、多くの研究が行われています。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'dekc5', 'term': '金属ドメイン', 'description': {'blocks': [{'key': '875hr', 'text': '二酸化バナジウム（VO2）などの強相関電子系酸化物では、温度の変化によって電気的性質が絶縁体的な特徴から金属的な特徴へと変化します。この変化が起こる最小単位の領域を「ドメイン」と呼びます。絶縁体から金属への変化の過渡状態では金属に変化した領域と絶縁体領域がランダムに共存することが知られています。この時に観察される金属に変化した個々のドメインを「金属ドメイン」といいます。金属ドメインのサイズや分布が変化することで、全体の電気的な性質が大きく変化します。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [{'offset': 11, 'length': 1, 'style': 'SUBSCRIPT'}], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'e06d3', 'term': 'テラヘルツ（THz）光', 'description': {'blocks': [{'key': 'dr5jf', 'text': '電波と赤外線の間に位置する電磁波で、波の振動の速さ（周波数）が1秒間に1兆回（1テラヘルツ＝1THz）ほどの領域にある電磁波を指します。例えば、テラヘルツ光は、紙やプラスチック、布などの非金属の材料を透過する性質があり、中身を壊さずに調べる技術（非破壊検査）に利用されています。テラヘルツ光は6G通信に加えて、医療分野や食品検査、薬剤の品質管理、危険物探知などの応用が期待されるため、世界中で研究が行われています。また、大阪大学産業科学研究所附属量子ビーム科学研究施設にはテラヘルツ領域の光を放射する自由電子レーザーを保有しています。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'brksr', 'term': 'メタマテリアル', 'description': {'blocks': [{'key': 'd4lj9', 'text': '自然界には存在しない特別な性質を持つ人工的な材料です。ミクロやナノスケールの細かな構造を人工的に設計して作ることで、光や音、電磁波などが特定の方法で振る舞うように制御できます。例えば、光を特殊な方向に曲げたり、特定の波長の光を吸収したり反射したりする性質を活用することで、「透明マント」のような光を隠す技術や、高性能な通信デバイスなどの応用が実現できます。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}]}

['isir', 'es']

['大坂 藍', '服部 梓', '田中秀和', '永井正也']

強相関電子系酸化物は外的刺激で特性が劇的に変化する魅力的な材料であり、その巨大な変化を利用したデバイスの開発が数多く試みられています。しかし、本研究では変化の中間地点、金属と絶縁体の状態が混在する過渡的な状態を意図的に作り出し、他の材料や光との融合を通じて、全く新しいデバイスのモデルを提案しました。今後もこのように、物事の見方や組み合わせを変えることで、これまで気づかなかった新たな可能性を切り拓くような研究を継続していきたいと考えています。

大坂 藍

招へい教員

産業科学研究所

https://www.sanken.osaka-u.ac.jp/