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川原田研OB会ホームページに2007年OB会写真を掲載しました

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川原田　洋　研究室

研究室紹介

現在、自動車や航空機の中身はエレクトロニクス素子が占め、この傾向は拡大しています。川原田研究室では、エレクトロニクスをこれまで不可能であった未知領域に展開するため、ダイヤモンドやカーボンナノチューブという新カーボン素材を利用し、超高速、ハイパワーのトランジスタ、高感度なナノ・バイオセンサー、超伝導素子の開発を行っています。その理由は、これらの物質は結合が強く、高い電界や高温に耐えられ、それでいて生体分子などとの親和性が高いからです。超伝導性と半導体性を合わせもつ稀な素材でもあります。新型デバイスの探究により産業の芽を育てることも目指しています。将来の方向には、電気自動車のエネルギー制御に不可欠のハイパワー低消費電力トランジスタ、エンジン周辺での高温環境下で動作するデバイス、航空レーダーや通信技術の広領域化へのハイパワー超高速エレクトロニクスなどがあります。これらの新分野を現在注目される新カーボン素材で行なうところに研究のユニーク性があります。未知の分野の難しさもありますが、それが研究の醍醐味です。新たな物質と極限デバイスで未来を切り開きましょう。

研究内容

当研究室では、ダイヤモンドおよびカーボンナノチューブを気体（メタン）から合成し、これをナノメータースケールで素子に加工し、高精度な素子測定を行ないます。一連のプロセスを全て学内で行いますが、これに必要な設備を完備しているのは世界の大学でも稀です。主に次の４つのグループで研究を進めています。
高速トランジスタグループ：ダイヤモンドの物質中最高の熱伝導率と高い絶縁破壊電界を利用したハイパワー高周波トランジスタを開発中です。ゲート長100nm以下のトランジスタが作製され、50ＧＨｚ以上で動作します。移動体通信の基地局や航空機用レーダーのパワーアンプ等の応用が期待されます。
バイオセンサーグループ：表面修飾性に富み、液体電解質中で安定な炭素系表面の特長を生かして、ダイヤモンド表面を利用した新型のDNA、ＲＮＡチップおよびプロテイン・マイクロアレーの開発を行っています。ＤＮＡおよびＲＮＡの一塩基違いをトランジスタによる電荷検出では初めて再現性よく検出しました。
カーボンナノチューブ：高密度プラズマから発生するラジカルの利用により単層、2層のナノチューブを低温で高密度に、しかも1cm近く成長させる技術を世界に先駆けて開発しています。ナノチューブの電気伝導性と安定性を利用し、ＵＬＳＩやナノエレクトロニクスでの新しい配線技術を開拓しています。
超伝導グループ：ダイヤモンドに高濃度のボロン（ホウ素）を導入して低抵抗の薄膜を形成し、薄膜ダイヤモンドとしては世界初の超伝導を発現しています。超伝導性と半導体性の共存により、新たなデバイスの開発が期待されます。

ダイヤモンドトランジスタによる生体分子検出	カーボンナノチューブによるULSI多層配線

主な就職先

東芝、キャノン、松下電器産業、日本放送協会、三菱重工業、ソニー、トヨタ自動車、本田技研工業、日本航空、電源開発（人数順）

《学生インタビュー文》
通信からバイオにわたって注目のカーボン系材料、高品質ダイヤモンド結晶・カーボンナノチューブの応用を研究中です。超伝導ダイヤモンドも導入し始めて、デバイス応用の幅と夢が大きく膨らみます。