学術変革領域研究 2.5次元物質科学


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計画研究

X00班:総括班

研究項目間、計画研究間での有機的連携を図るため、総括班が中心となって班間の研究交流を促し、また、合成・積層・構造測定・光測定を担当する共同利用拠点を整備し領域内に提供するなど、組織的に支援することによって成果の創出にコミットしていきます。

総括班メンバー

〇:研究代表者、その他:研究分担者

吾郷 浩樹 九州大学
岡田 晋 筑波大学
宮田 耕充 東京都立大学
松田 一成 京都大学
越野 幹人 大阪大学
上野 貢生 北海道大学
長汐 晃輔 東京大学
町田 友樹 東京大学
櫻井 英博 大阪大学
高村 由起子 JAIST
西堀 英治 筑波大学
大野 雄高 名古屋大学

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A01班:2.5次元構造体のための物質創製 (物質創製班)

突出した特性や新奇物性を示す高品質二次元物質と
 関連材料の合成・設計技術を基に二次元物質を創造

突出した物性やユニークな特性を示す高品質二次元物質の設計と合成を主に担当し、2.5次元物質科学のビルディングブロックとなる物質の創製を行います。グラフェン、遷移金属ダイカルコゲナイド(TMDC)、六方晶窒化ホウ素(h-BN)などの二次元物質の高結晶・ウェハースケール合成を行うとともに、エキゾチックな物性を示す新たなタイプの二次元物質の結晶成長とその基礎学理に関する研究も行います。

A01班 メンバー

A01班:物質創製班 研究代表者
岡田 晋
筑波大学 数理物質系 教授

DFTによる新規物質の設計と計算支援

A01班:物質創製班 研究分担者
吾郷 浩樹
九州大学 グローバルイノベーションセンター 教授

二次元物質のCVD成長とインターカレーション

A01班:物質創製班 研究分担者
櫻井 英博
大阪大学 大学院工学研究科 教授

有機合成に基づく擬二次元構造の創製

A01班:物質創製班 研究分担者
渡邊 賢司
物質・材料研究機構 主席研究員

高品質h-BNの高圧合成と気相成長

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A02班:2.5次元集積構造の構築 (集積化班)

二次元物質を重ねる・ひねる・つなぐ・空隙を使う技術を基に
 2.5次元物質の創成を推進

ロボティック積層、液相/気相成膜、インターカレーション等の個々の独自技術の高度化とその融合を通じ、多彩な集積構造の作製を行います。
また、物質創製班から提供される試料をベースに、分析班・物性開拓班・機能創出班へと集積構造を提供し、電子状態の制御や新奇な量子物性の探索からデバイス応用に関する共同研究を進めていきます。

A02班 メンバー

A02班:集積化班 研究代表者
宮田 耕充
東京都立大学 理学研究科 准教授

2.5次元物質の化学気相成長と集積化

A02班:集積化班 研究分担者
町田 友樹
東京大学 生産技術研究所 教授

ロボティック積層による集積構造の構築

A02班:集積化班 研究分担者
荒井 俊人
東京大学 大学院工学系研究科 講師

液相/印刷プロセスによる自己組織化分子膜形成

A02班:集積化班 研究分担者
松本 里香
東京工芸大学 工学部 教授

インターカレーションによるナノ空間の活用

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A03班:2.5次元構造体の分析技術開発 (分析班)

2.5次元構造における特異な電子・光・構造物性と
 機能開拓を進めるための先端分析技術の開発と高度化

2.5次元物質で発現する特異な構造や電子状態を明らかにする分析技術を開発し、2.5次元物質科学の学術の発展を支えていきます。
具体的には、様々な実験プローブ(光、X線、電子顕微鏡、電子分光)により、角度をつけ積層した集積自由度から生じるモアレポテンシャルによる電子状態、二次元物質で囲まれた特異な二次元ナノ空間での原子配列構造など、2.5次元物質の研究推進に資する評価技術の高度化を行います。

A03班 メンバー

A03班:分析班 研究代表者
松田 一成
京都大学 エネルギー理工学研究所 教授

2.5次元物質の光技術と機能創発

A03班:分析班 研究分担者
西堀 英治
筑波大学 数理物質系 教授

先端放射光X線回折による2.5次元物質の構造評価

A03班:分析班 研究分担者
末永 和知
大阪大学 産業科学研究所 教授

最先端電子顕微鏡を用いた2.5次元物質の原子レベル構造解析

A03班:分析班 研究分担者
坂野 昌人
東京大学 大学院工学系研究科 助教

2.5次元物質におけるバンド構造の直接観測

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A04班:2.5次元構造体の新奇物性開拓 (物性開拓班)

二次元物質そのもの、および2.5次元化によって誘起される
 電子・光・表面・フォノン物性に関する理解と機能開拓

二次元物質に積層やナノ空間の自由度を加えた2.5次元物質を設計・作製し、新奇な物性を開拓することを目標とします。特に、材料工学と物性実験技術、物性理論を駆使することで、想像を越える電子・光・フォノン物性を示す2.5次元物質を作り出していきます。さらには、従来の結晶物理学では記述が困難な2.5次元物質を扱う理論体系を新たに構築し、実験への提言も行っていきます。これらの研究活動を通じて「2.5次元物質科学」の礎となる物性科学の学理構築を担っていきます。

A04班 メンバー

A04班:物性開拓班 研究代表者
越野 幹人
大阪大学 大学院理学研究科 教授

ハイブリッド・モアレ物質の物性理論と新機能開拓

A04班:物性開拓班 研究分担者
高村 由起子
北陸先端科学技術大学院大学 先端科学技術研究科 教授

シリセンなど単一組成原子膜と複層化による新奇電子物性創出

A04班:物性開拓班 研究分担者
笹川 崇男
東京工業大学 科学技術創成研究院 准教授

結晶成長(トポロジカル物質、超伝導物質)を駆使したエキゾチック物性開拓

A04班:物性開拓班 研究分担者
蒲 江
名古屋大学 大学院工学研究科 助教

多様な2.5次元物質の電気伝導・光伝導・熱電特性の機能発現

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A05班:2.5次元構造体の電子・光・エネルギー応用への展開 (機能創出班)

二次元ナノ材料、そして2.5次元構造体の電子・フォトニック
 ・エネルギー応用技術を基に幅広い機能創出を目指す

社会変革に向けた物質科学のパラダイムシフトを実現するため、2.5次元物質の有望な応用とは何であるか、そしてどのようにして2.5次元物質が社会に貢献できるかをイメージしながら研究を展開します。特に、デバイスを構成する共通コアである「界面・空間」を制御しながら、集積化された2.5次元物質を利用した電子デバイス、光デバイス、エネルギーデバイス等の創製・学理探索と応用展開を行います。

A05班 メンバー

A05班:機能創出班 研究代表者
上野 貢生
北海道大学 大学院理学研究院 教授

2.5次元材料による化学センサ・光エネルギー変換デバイス

A05班:機能創出班 研究分担者
長汐 晃輔
東京大学 大学院工学系研究科 教授

2.5次元界面制御によるトランジスタ特性制御

A05班:機能創出班 研究分担者
大野 雄高
名古屋大学 未来材料・システム研究所 教授

2.5次元材料に基づくフレキシブルエレクトロニクスの創製

A05班:機能創出班 研究分担者
松尾 吉晃
兵庫県立大学 大学院工学研究科 教授

2.5次元材料の蓄電デバイスへの応用

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領域アドバイザー・評価委員

金子 克美 信州大学 特別特任教授
斉木 幸一朗 東京大学 名誉教授
斎藤 晋 東京工業大学 教授
横山 直樹 富士通株式会社 名誉フェロー
Stephan Roche Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology, Spain
Young Hee Lee Sungkyunkwan University, South Korea
Junichiro Kono Rice University, USA
Chun-wei Chen National Taiwan University (NTU), Taiwan

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領域サポートスタッフ

村田 和香 サイエンスコミュニケーター
門田 英子 イラストレーター・
サイエンスコミュニケーター
工藤 朋子 領域セクレタリー