あらゆるモノ（固体）には表面が存在し、複数の構成要素を持つ場合には、界面が存在します。その表面や界面が、そのモノの物性や機能を決定づけることがあります。また、そのモノの表面に、薄い膜を堆積することにより、新たな機能を付加することが可能になります。

皆さんが毎日使用しているスマートフォンなどに用いられている電子デバイスは、薄膜・表面界面物性に関する研究から生まれたものです。また、記憶に新しい2010年のノーベル物理学賞のグラフェンや2014年のノーベル物理学賞の青色発光ダイオードも、薄膜・表面界面物性分野がカバーしている内容です。

薄膜・表面界面物性についての研究がさらに発展することにより、より高性能なスマートフォンや電子ペーパー、また超低損失なパワーデバイスの開発によるSociety5.0やカーボンニュートラルの実現が期待されます。

パワーデバイスとは電力を制御する目的に家電、自動車、電車、新幹線、太陽光発電などのパワーコンディショナーなどに用いられており、身近なところだとスマートフォンのバッテリー充電器にも用いられています。超低損失なパワーデバイスの開発はエネルギー問題や地球温暖化問題の解決に貢献できると期待されているのです。

エネルギー問題と地球温暖化問題を同時解決

私たちが取り組んでいるのは、半導体としてのダイヤモンドです。ダイヤモンドは、シリコンや炭化シリコン、窒化ガリウムなどの半導体材料と比べて非常に優れた物性を持っているので、最も低損失な電力制御が可能なパワーデバイスの実現が期待されています。しかし、ダイヤモンドは非常に高価であるため、まずは安く作る技術を開発する必要があります。

私たちは、ダイヤモンド製造（“薄”膜成長）の低コストプロセスに関する研究開発から、“表面・界面”構造の原子レベル制御を基にダイヤモンドデバイスに関する研究開発を行っており、エネルギー問題及び地球温暖化問題の同時解決を目指しています。