東京大学生産技術研究所　平川・野村研究室

ナノメートル寸法の構造（ナノ量子系）の中では、電子の軌道や電荷、スピンなどの物理量が量子化されており、それにより様々な新しい物理現象を発現します。平川研究室では、このような“量子半導体”の中で現れる新規な物理現象を発見・解明するとともに、それらを制御することによりエレクトロニクスに新しい展開をもたらすことを目標に研究を行っております。

その第一は、テラヘルツデバイスの研究です。テラヘルツ（THz）／フェムト秒（fs）領域は、従来の半導体デバイスが動作しない未開拓の周波数領域として取り残されてきましたが、近年のナノテクノロジーの進歩により実現できるようになった量子ナノ構造やパルスレーザ技術の発展により、次第にそのギャップが埋まりつつあります。我々は、“量子半導体”の新しい電子物性を用いることにより、THz/fs領域で動作する超高速デバイスや量子カスケードレーザ、超高感度THz光検出素子を開発しています。

もう一つの大きなテーマは、ナノ領域の伝導物性と制御の研究です。単一分子や量子ドットなどナノ量子系の状態を金属電極により電気的に制御・読み出すことができれば、演算や記憶を司る情報処理デバイスに革新をもたらすことができます。本研究では、精密に構造制御したナノギャップ電極により単一分子やInAs量子ドットへの接合を作製し、金属接合を介した１電子の注入と金属／ナノ量子系接合が発現する新規な物理現象の解明とその高機能デバイスへの展開について研究を行っています。