東京大学生産技術研究所

Institute of Industrial Science, the University of Tokyo

光電子融合研究センター
Center for Photonics Electronics Convergence

Optics and Spintronics
Photonics
Electronics
Materials ScienceHybrid devices

センター長挨拶

光電子融合研究センターについて

Message from Director

構成図│Organization
センター長

About CPEC

センター運営委員会 Steering Committee

Director

荒川泰彦 センター長・教授

光・スピン機能融合分野 Optics and Spintronics

Yasuhiko ARAKAWA,Professor

志村 努 副センター長・教授 Tsutomu SHIMURA, Professor, Vice Director
町田友樹 准教授 Tomoki MACHIDA, Associate Professor
融合フォトニクス分野 Photonics

荒川泰彦 センター長・教授 Yasuhiko ARAKAWA, Professor, Director
岩本 敏 准教授 Satoshi IWAMOTO, Associate Professor
融合エレクトロニクス分野 Electronics

センター長

荒川泰彦 センター長・教授平川一彦 教授

研究部門

Kazuhiko HIRAKAWA, Professor

Department

Yasuhiko ARAKAWA, Professor,

機能融合材料分野 Materials Science

Director of CPEC

立間 徹 教授 Tetsu TATSUMA, Professor
石井和之 教授 Kazuyuki ISHII, Professor
光電子融合デバイス分野 Hybrid Devices

将来のコンピューターの革新に向けて、LSIにおける光インタコネクトやスピン効果素子などの新素子の開発が期待されています。

寒川哲臣 客員教授

Tetsuomi SOGAWA, Visiting Professor

アドバイザリ委員会

連携研究室 Collaborative Members

Advisory Committee

また、量子コンピューターなど新パラダイムに向けた基礎研究も重要です。さらに、ネット・ゼロ・エネルギーシステムの実現を目指した超高効率光電エネルギー変換技術の開拓も大きな課題になっています。
このような未来の革新技術への挑戦は、長期的視点の学術に立脚した基礎研究の展開を進める大学が中心となって推進されることが期待されています。2012年10月、東京大学生産技術研究所は、新たに光電子融合研究センターを設立いたしました。本
研究センターでは、生産技術研究所の研究

学内他部局

国内他大学・国研

海外大学

産業界

先端研、工学系、理学系、物性研、ナノ量子機構など

京大、理研、NIMS、AISTなど

国内の有力電機メ―カ、化学・材料メーカ、NTTなど

RCAST, Faculty of Engineering,
School of Science, ISSP,
NanoQuine etc.

Kyoto Univ., RIKEN,
NIMS, AIST etc.

カリフォルニア大、ミュンヘン工科大、オックスフォード大など

Affiliated Institutionsin Univ. of Tokyo

Domestic
Collaborations

光電子融合研究センターでは、ナノ科学やナノ技術を駆使することにより、半導体量子構造、金属ナノ粒子、機能性分子などナノ量子構造中の電子、光子、スピンなどの量子状態の融合に向けた基礎研究を推進するとともに、それを基盤とする新たな的連携及び産学連携を図ります。これによエレクトロニクスを開拓し、イノベーションの創出をはかります。

究と戦略的研究開発の両面から推進し、将来のイノベーション創出への貢献を目指し

CollaborativeIndustries

Univ. of California, TUM,
Univ. of Oxford etc.

Major electronics companies,chemical and materialcompanies, NTT etc.

目標│Target

者が既存の分野の枠を超えて集結し、学際り、光電子融合科学技術について、基礎研

OverseaCollaborations

物性物理 Solid state physics（応用物理系 Applied physics）

The Center for Photonics Electronics Convergence (CPEC) promotes basic researchbased on nanoscience and nanotechnology to realize unique functionalities andsystems converging quantum nature of electrons, photons, and spins in nanostructures
such as semiconductor quantum dots, metal nanoparticles, and functional complexes.
On the basis of this research, the CPEC is aiming to open novel research fields inelectronics, and create technological innovations for the future.

物質材料 Materials science（応用化学系 Applied chemistry）ていく所存です。皆様からの強いご支援をどうぞよろしくお願い致します。
For future innovation of current computer
systems, optical interconnects manipulating
photons in LSI circuits, and novel device
technologies including spin-effect devices arepromising technologies. In addition,
fundamental research toward new paradigms
such as quantum computing and molecularcomputers is greatly important. There is also aneed for the development of photoelectricenergy conversion technologies with ultra-highefficiency for incorporation into net-zeroenergy systems.
For the purpose of meeting the challenge ofrealizing such future long-term innovativetechnologies, the Institute of Industrial Scienceat the University of Tokyo established theCenter for Photonics Electronics Convergence(CPEC)in October 2012. At the CPEC,
interdisciplinary cooperation as well as
industrial-academic collaboration is achievedby the gathering of researchers beyond theexisting research fields in the Institute. The
CPEC will explore both fundamental researchand strategic research on photonic electronic
convergence for future innovation. Yourstimulating and encouraging support will behighly appreciated.

金属ナノ粒子、プラズモン、
光機能分子

ホログラフィックメモリ、スピン制御、量子輸送現象

Metal nanoparticles, plasmon,
photofunctional molecules

Holographic memory,
spin manipulation, quantum transport

光・スピン機能融合

Optics and Spintronics

ナノ科学 Nano science
ナノ技術 Nanotechnology
光子・電子・スピン Photon, electron, spin

機能融合材料

Materials Science

デバイス物理 Device physics（情報エレクトロニクス系 Informatics and electronics）

レーザー、ナノフォトニックデバイス、単電子素子、量子情報デバイス

融合フォト二クス
Photonics

融合エレクトロニクス
Electronics

光電子融合デバイス
Hybrid Devices

Laser, nanophotonic devices, single electrondevices, quantum information devices

新規エレクトロニクス開拓
イノベーション創出
Novel concepts andinnovations in electronics

研究部門

Department

光・スピン機能融合分野│Optics and Spintronics
光およびスピン制御に関連した物理現象を基軸とし、ホログラフィックメモリ、磁 性体中のスピン波制御、低次元電子系における量子輸送現象などの研究を行います。光とスピンを融合することにより、新機能素子の実現を目指します。
We study fundamental physics of nonlinear optical effect and spin
manipulation such as control of spin wave emission in ferrimagnet andquantum transport in low-dimensional electron systems. In addition,
we explore new device applications based on optics and spintronics
convergence such as optical and magnetic data storage system.

フェリ磁性体のスピン波制御
Control of spin wave in ferrimagnet

グラフェンにおける量子輸送現象
Quantum transport in graphene

融合フォトニクス分野│Photonics
量子ドットとフォトニックナノ構造を軸とし、将来の光電子融合LSIの実現に向けたシリコンナノフォトニクス、高効率量子ドット太陽電池や、量子光源を中心とする量子情報基幹デバイス等の実現に向けた基盤研究を推進します。また、グラフェン等新ナノ構造やプラズモン等との融合による高機能化・高効率化を図ります。
Based on quantum dots and photonic nanostructures, we will promote
fundamental research on silicon nanophotonics technology for future
photonics-electronics convergence LSI systems, on highly efficiency solar cells,
and on key quantum information devices including quantum light sources.
We also aim at improving the performance of these devices by introducing
novel nanostructures like graphene and nanophysics such as plasmonics.

シリコン基板上量子ドットレーザ技術の開発
Quantum-dot laser technology on silicon

IV族系光源基盤技術の開発
Fundamental research on light sources usinggroup IV and related materials

融合エレクトロニクス分野│Electronics
量子ドットや分子中の様々な物理量を電界や光により制御し、新し

極微量子ナノ構造のテラヘルツダイナミクス
Terahertz dynamics
of ultrasmall quantumnanostructures

いエレクトロニクスを展開します。そ のために、極限ナノデバイスの作製技術を確立するとともに、その中での電子状態や伝導ダイナミクスを明らかにすることにより、新しい情報 処理デバイス、様々な高感度検出器、ナノスケールでの光電変換などの研究を行います。
We explore a new paradigm in electronics by controlling properties ofquantum dots and molecules via electric fields and/or light. To this end,
we establish fabrication technologies of extreme-nanodevices. Furthermore,
we investigate electronic structures and transport dynamics in suchnanodevices to realize novel information processing, various kinds of highsensitivity detection, and photon-electron conversion at nm-scales, etc.

機能融合材料分野│Materials Science
光エネルギーを捕らえ、電子を励起し、物理的・化学的機能を発現させるため、光と電子が効率良く融合する場を構築します。機能性分子、金属や半導体のナノ構造、それらの複合体などの先端材料を開発し、さらにセンター内他分野との連携を通じて、エネルギー変換、分子コンピューティング、高密度情報記録などへ展開します。
We pursue systems in which photons are efficiently coupled to electrons,for harvesting photons, exciting electrons, and driving physical orchemical processes. With this in mind, we develop functional molecules,
nanostructured metals and semiconductors, and their hybrids, which areapplied to energy conversion, molecular computing, and high-density
recording in collaboration with other groups in CPEC.

プラズモン誘起電荷分離
Plasmon-induced charge separation

有機化合物の磁気キラル二色性Magneto-chiral dichroism of organic compounds

光電子融合デバイス分野│Hybrid Devices
表面弾性波技術を駆使することにより、位置・サイズ・光学特性を電気的に制御したダイナミックナノ構造が形成できます。この構造は優れた電子スピン輸送特性を示すとともに、磁場を用いなくとも電子スピン共鳴が実現できることから、量子ビットへの応用が期待されています。
Combination of surface acoustic waves and semiconductors provides
novel dynamic nanostructures, whose positions, dimensions, and opticalproperties are electrically tuned. We demonstrated that dynamic dots
enable long electron spin transport as well as electron spin resonance in theabsence of external magnetic fields. These superior properties are expected
to be applied to qubit devices.

超音波によるスピン輸送デバイス
Acoustic spin transport device

無磁場電子スピン共鳴
Magnetic-field-free electron spin resonanceメンバー紹介

Members

光・スピン機能融合分野│Optics and Spintronics
志村 努 副センター長・教授

町田友樹 准教授

専門：応用非線形光学
Field : Applied nonlinear optics

専門：低次元電子系の量子輸送現象
Field : Quantum transport in low-dimensional electron systems

Tsutomu SHIMURA, Professor, Vice Director

Tomoki MACHIDA, Associate Professor

主要研究テーマ：

主要研究テーマ：

フォトリフラクティブ効果 ●ナノ構造を利用した新規な光学現象●スピン波光学 ● ホログラフィックメモリー●

Subject :●Photorefractive effects ● Optical phenomena with nano-structures●Spin optics ●Holographic memory
http://qopt.iis.u-tokyo.ac.jp/

グラフェンにおける量子輸送現象
ファンデールワールスヘテロ構造の作製と素子応用●●

Subject :●Quantum transport in graphene●Fabrication and applications of van der Waals hetrostructures
http://qhe.iis.u-tokyo.ac.jp/

融合フォトニクス分野│Photonics
荒川泰彦 センター長・教授

岩本 敏 准教授

専門：量子ナノデバイス
Field : Quantum nano device

専門：ナノオプトエレクトロニクス
Field : Nano optoelectronics

Yasuhiko ARAKAWA, Professor, Director

主要研究テーマ：

量子ドットやフォトニック結晶などの半導体ナノ構造形成技術の開発● 半導体ナノ構造による光・電子・スピン物性制御の探究●量子ドットレーザ等のナノフォトニックデバイスや量子情報デバイス● LSI・フォ
トニクス融合基盤技術開発●

Subject :●Growth and fabrication technologies for quantum dots and photonic crystals●P hysics of electrons, spins, photons, and their interactions●Nanophotonic and quantum information devices●P hotonics-electronics convergence technology
http://qdot.iis.u-tokyo.ac.jp/

融合エレクトロニクス分野│Electronics

Satoshi IWAMOTO, Associate Professor

主要研究テーマ：

量子ドットやフォトニック結晶などの半導体ナノ構造形成技術の開発
半導体ナノ構造による光・電子・スピン物性制御の探究●量子ドットレーザ等のナノフォトニックデバイスや量子情報デバイス● LSI・フォ
トニクス融合基盤技術開発●●

Subject :●Growth and fabrication technologies for quantum dots and photonic crystals●P hysics of electrons, spins, photons, and their interactions●Nanophotonic and quantum information devices●P hotonics-electronics convergence technology
http://qdot.iis.u-tokyo.ac.jp/

光電子融合デバイス分野│Hybrid Devices

平川一彦 教授

寒川哲臣 客員教授（NTT物性科学基礎研究所 所長）

専門：量子半導体エレクトロニクス
Field : Quantum semiconductor electronics

専門：光電子融合デバイス
Field : Hybrid Devices

Kazuhiko HIRAKAWA, Professor

主要研究テーマ：

量子ナノ構造の電子物性と応用●量子ナノ構造を用いたテラヘルツ光検出・発生デバイス● 単一分子素子の作製とその物性●

Subject :●Physics and applications of quantum nanostructures●Terahertz generation/detection using quantum nanostructures●Fabrication of single molecule devices and their physics

http://thz.iis.u-tokyo.ac.jp/

Tetsuomi SOGAWA, Visiting Professor

主要研究テーマ：

表面弾性波による動的制御量子ナノ構造
半導体電子スピンの輸送と操作●量子ナノ構造の形成技術およびデバイス応用●●

Subject :●Dynamic quantum nanostructures formed by surface acoustic waves●Spin transport and manipulation in semiconductors●Fabrication of quantum nanostructures and device application

機能融合材料分野│Materials Science
立間 徹 教授

石井和之 教授

専門：光電気化学
Field : Photoelectrochemistry

専門：光機能分子
Field : Photofunctional molecules

Tetsu TATSUMA, Professor

Kazuyuki ISHII, Professor

主要研究テーマ：

プラズモン誘起電荷分離 ●プラズモニックナノアンテナ●光機能金属ナノ粒子・金属クラスター ● 光電変換・光触媒●

Subject :●Plasmon-Induce charge separation ●Plasmonic nanoantenna systems●Photofunctional metal nanoparticles and metal clusters●Photovoltaics and photocatalysis

http://www.iis.u-tokyo.ac.jp/~tatsuma/

主要研究テーマ：

光機能性金属錯体 ● 機能性フタロシアニン錯体
蛍光プローブ ●分子磁気光学材料●●Subject :●Photofunctional metal complexes ●Functional phthalocyanine complexes●Fluorescence probes ●Magneto-optical materials based on molecules

http://www.k-ishiilab.iis.u-tokyo.ac.jp/

連携研究室│Collaborative Members
芦原 聡 准教授 Satoshi Ashihara, Associate Professor
枝川圭一 教授 Keiichi EDAGAWA, Professor
大木裕史 特任教授 Hiroshi OOKI, Project Professor
梶原優介 准教授 Yusuke KAJIHARA, Associate Professor
川勝英樹 教授 Hideki KAWAKATSU, Professor
工藤一秋 教授 Kazuaki KUDO, Professor
酒井啓司 教授 Keiji SAKAI, Professor

髙橋琢二 教授 Takuji TAKAHASHI, Professor
竹内昌治 教授 Shoji TAKEUCHI, Professor
田中 肇 教授 Hajime TANAKA, Professor
年吉 洋 教授 Hiroshi TOSHIYOSHI, Professor
新野俊樹 教授 Toshiki Niino, Professor
野村政宏 准教授 Masahiro NOMURA, Associate Professor
羽田野直道 准教授 Naomichi HATANO, Associate Professor

東京大学生産技術研究所 光電子融合研究センター
Center for Photonics Electronics Convergence,
Institute of Industrial Science, the University of Tokyo

平本俊郎 教授 Toshiro HIRAMOTO, Professor
福谷克之 教授 Katsuyuki FUKUTANI, Professor
藤岡 洋 教授 Hiroshi FUJIOKA, Professor
藤田博之 教授 Hiroyuki FUJITA, Professor
北條博彦 准教授 Hirohiko HOUJOU, Associate Professor
溝口照康 准教授 Teruyasu MIZOGUCHI, Associate Professor
吉江尚子 教授 Naoko YOSHIE, Professor〒153-8505 東京都目黒区駒場4-6-1東京大学駒場リサーチキャンパス
4-6-1 Komaba, Meguro-ku, Tokyo 153-8505 Japan
Phone:03-5452-6281 E-mail:cpec@iis.u-tokyo.ac.jp
http://cpec.iis.u-tokyo.ac.jp/