自分の手でつくりだす新しい半導体 Creating new semiconductors by your own hands

化学のもっとも楽しいところは、自分の手で望みの物質を作り出せることです。私たちもまだ使われたことがない新たな機能や特性を持つ半導体物質を発掘・開発しようと、日々研究に取り組んでいます。現在、実用化されている半導体にはSi、GaAs、GaNなどいろいろありますが、実は半導体の性質を示す物質は膨大に存在し、我々はその中でも金属カルコゲナイドという50年以上の歴史がある物質群に着目しています（図1）。この金属カルコゲナイドは化学結合が2次元的なことが特徴で、最近のナノ加工技術の発展から当研究室ではセンサーに応用することを目標にしています。

主な研究活動としては新規半導体の結晶を作るほか、オリジナル物質の合成技術や微細加工技術、既存の素子と組み合わせた回路設計技術を生かした研究を進めているところです。現在の計算化学の進展をもってしても計算機の中だけで半導体としての性能を予測することはできないため、合成や結晶成長、デバイス評価を組み合わせたさまざまな物質探索を行っています。同時に、超高圧で分子結晶を圧縮重合させて新しい炭素系半導体を作る試みも行っています。どちらも計算化学の援用が必須であり、学生たちは大型計算機と面白そうににらめっこしています。私たちにとって結晶とは、宝石の原石のような存在です。その美しい輝きの中に秘められた機能を見出すことに大きなやりがいを感じています（図2）。