量子集積エレクトロニクス研究センター
Research Center for Integrated Quantum Electronics(RCIQE)
学内共同施設（研究施設）

北海道大学
Hokkaido University

設置目的
本研究センターは、(1) 量子力学的効果を利用する科学技術を通して、高度情報化社会とグリーンエネルギー社会の実現に資する革新技術を創出し、共同研究の遂行により先端エレクトロニクス研究成果をもって産業界に貢献する。
(2) 新しい半導体ナノ構造体の創出と新材料の物性・構造制御に関する学理を追求し、そのグリーンエネルギー創出および超低消費電力素子・集積回路への応用研究を行うことを目的とする。
これらの研究項目に関する国際的研究活動を推進すると共に，次世代研究者への科学技術の継承に寄与する。
■設置目的という2つの理念の下、半導体ナノテクノロジに基づく「ナノエレクトロニクス研究」を推進し、特に、近年の本研究センターは、低 炭素社会に向けた「低環境負荷」技術への強い要請にこたえるべく、低環境負荷、省エネルギー、量子集積(1) 量子力学的効果を利用する科学技術を通して、高度情報化社会とグリーンエネルギー社会の実現に資する革エレクトロニクス分野について重点的な研究を行っている。

研究組織

新技術を創出し、共同研究の遂行により先端エレクトロニクス研究成果をもって産業界に貢献する。
(2) 新しい半導体ナノ構造体の創出と新材料の物性・構造制御に関する学理を追求し、そのグリーンエネルギー創出および超低消費電力素子・集積回路への応用研究を行うことを目的とする。これらの研究項目に関する国際的研究活動を推進すると共に，次世代研究者への科学技術の継承に寄与する。
センター長 本久順一という2つの理念の下、半導体ナノテクノロジに基づく「ナノエレクトロニクス研究」を推進し、特に、近年の低炭素社会に向けた「低環境負荷」技術への強い要請に答えるべく、低環境負荷、省エネルギー、量子集積エレクトロニクス分野について重点的な研究を行っている。

先進ナノ電子材料研究室

教授
准教授

１
１

センター長 本久順一

教授
准教授t

先進ナノ電子材料研究室

ナノレベル界面制御

量子知能
デバイス研究室
自然•生物機能デバイス
人工知能
光電気化学エネルギー変換教授

教授

准教授 1

強磁性体/半導体
複合構造

量子知能
量子集積デバイス研究室

エレクトロニクス
量子集積

自然・生物機能デバイス
人工知能

1

准教授 1

III-V族半導体混晶
ナノレベル界面制御
強磁性体／半導体窒化物半導体デバイス
複合構造

1

１
１エレクトロニクス

光電気化学
エネルギー変換集積電子

教授
准教授
教授

１
１

1

機能通信
准教授 1
センシング研究室

機能通信
センシング研究室
超低電力通信用デバイス

テラヘルツデバイス
超低電力通信用デバイス
メタマテリアルテラヘルツデバイス
知的センシング

集積電子
デバイス研究室

デバイス研究室

半導体ナノワイヤ
教授
准教授

１
１

共通スタッフ
共通研究スタッフ
客員教授
客員教授
2 ２
非常勤研究員
非常勤研究員 1 １
技術専門職員１
技術専門職員 1
事務員
２
事務員
2

半導体ナノワイヤ電子•光ナノデバイス

電子・光ナノデバイス

教授
1
高機能電子デバイス
准教授 1

高機能電子デバイス

先進ナノ電子材料研究室
先進ナノ電子材料研究室

教授：石川 史太郎

准教授：原 真二郎

教授：石川 史太郎 准教授：原 真二郎

III-V族化合物半導体エピタキシャル成長技
自己形成高密度ナノ構造
ガリウム砒素系および窒化ガリウム系化 と新世代デバイスの提案
独自に開発した多重台形チャネル術をベースに、新規電子材料の探索と半合物半導体をベースとして、新規電子材料 AlGaN/GaN トランジスタ導体接合のナノレベル制御・異種材料接（MMC-HEMT）の探索と半導体接合のナノレベル制御・合ナノワイヤの基盤技術を確立し、高効異種材料接合ナノワイヤの基盤技術を確率電力変換・次世代通信デバイスと高機立し、高効率電力変換・次世代通信用高能ナノスピントロニクス応用を目指しています。 周波デバイス応用と高機能ナノスピントロニクス応用を目指しています。

1) 新規電子材料の探索とナノレベル界面制御 1) 新規電子材料の探索とナノレベル界面制御
2) 新材料で実現する既存性能を凌駕する
2) 窒化物半導体パワートランジスタと次世代半導体デバイスの提案
インバータ応用
3) 強磁性体/半導体複合ナノ構造の新規
3) 強磁性体／半導体複合ナノ構造の新規ボトボトムアップ形成技術と磁気デバイスムアップ形成技術と磁気デバイス応用
応用

強磁性体/半導体複合ナノ構造の新規ボトムアップ形成技術と磁強磁性体／半導体複合ナノ構造の新規ボ気デバイス応用
トムアップ形成技術と磁気デバイス応用
電極

強磁性体
NCs

電極

非磁性金属
中間層

ナノ磁気センサ素子

縦型強磁性体／半導体複合ナノワイヤ

量子知能デバイス研究室
量子知能デバイス研究室
教授：葛西 誠也教授：葛西准教授：佐藤威友 威友誠也 准教授：佐藤量子知能デバイス研究室
教授：葛西 誠也 准教授：佐藤 威友
粘菌型コンピュータ「電子アメー
粘菌型コンピュータ・人工知能を
新しい物理現象や自然界の巧妙な仕掛けを応
新しい物理現象や自然界の巧妙な仕掛けを応搭載した自律歩行ロボット
バ」と粘菌型制御自律歩行ロボット
用した新機能材料・デバイスの開発に取り組用した新機能材料・デバイスの開発に取り組
粘菌型コンピュータ・人工知能を
新しい物理現象や自然界の巧妙な仕掛けを応んでいます。ナノ構造の特異的「光」吸収現んでいます。ナノ構造の特異的「光」吸収現搭載した自律歩行ロボット
用した新機能材料・デバイスの開発に取り組象を利用した高効率光電変換材料、生体現象象を利用した高効率光電変換材料、生体現象「確率共鳴」を利用した高感度筋電検出デバんでいます。ナノ構造の特異的「光」吸収現「確率共鳴」を再現し利用した高感度筋電検イス、粘菌の動きを利用した超低消費電力人出デバイス、粘菌の動きを利用した超低消費象を利用した高効率光電変換材料、生体現象工知能など、自然や環境に配慮した材料・デ電力人工知能など、自然や環境に配慮した材「確率共鳴」を再現し利用した高感度筋電検バイスの実現を目指しています。
料・デバイスの実現を目指しています。
出デバイス、粘菌の動きを利用した超低消費光電気化学反応を利用した光電気化学反応を利用した低損
低損傷加工技術と高密度ナノ構造
傷加工技術と高密度ナノ構造

光電気化学反応を利用した低損傷加工技術と高密度ナノ構造

電力人工知能など、自然や環境に配慮した材
1) 雑音やゆらぎを利用するデバイスと

1) 雑音やゆらぎを利用するデバイスとママン・マシンインターフェスへの応用
料・デバイスの実現を目指しています。
ン・マシンインターフェスへの応用
2) 粘菌の動きを利用した非ノイマン型
1) 雑音やゆらぎを利用するデバイスと
2) 粘菌の動きを利用した非ノイマン型計算計算機と人工知能
マン・マシンインターフェスへの応用機と人工知能
3)「光」「電気」「化学」エネルギー変換と
2) 粘菌の動きを利用した非ノイマン型
3) 「光」「電気」「化学」エネルギー変換
半導体微細加工への応用
計算機と人工知能と半導体微細加工への応用
3)「光」「電気」「化学」エネルギー変換と半導体微細加工への応用
機能通信センシング研究室

機能通信センシング研究室
教授：池辺 将之 准教授：赤澤 正道
機能通信センシング研究室

教授：池辺 将之准教授：赤澤 正道
IoT社会の実現を目指して、情報通信・セ画素並列A/D変換構成による教授：池辺 将之 准教授：赤澤正道
ンシング用のシステム・回路・デバイス
グローバルシャッタTHzイメージセンサの 研 究 を 行 って い ま す。 低 コ ス ト な
IoT社会の実現を目指して、情報通信・セIoT社会の実現を目指して、情報通信・セン
CMOS 技術を用いてテラヘルツ電磁波帯
画素並列A/D変換構成による画素並列A/D変換構成によるンシング用のシステム・回路・デバイス
シング用のシステム・回路・デバイスの研究で動作するデバイスを研究するとともにグローバルシャッタTHzイメージセンサ
グローバルシャッタTHzイメージセンサnA究lNを/ GaN
ロま界す面。の電の探を行っています。低コストなCMOS技術をの I研
行 っヘテてい低子コ物ス性ト
な求、しきい値電圧近傍で動作する超低電CMOS技術を用いてテラヘルツ電磁波帯用いてテラヘルツ電磁波帯で動作するデバイ力CMOS回路や従来よりも 2桁以上高速かで動作するデバイスを研究するとともにスを研究するとともにInAlN/GaNヘテロ界
つ人間の感性をも担う知的センシング技
面の電子物性の探求、しきい値電圧近傍で動I nA
lN / GaN ヘテ ロ 界 面 の電 子 物 性 の探術の研究を行っています。
求、しきい値電圧近傍で動作する超低電作する超低電力CMOS回路や従来よりも2桁力CMOS回路や従来よりも2桁以上高速か以上高速かつ人間の感性をも担う知的センシ
1) テラヘルツ波帯用の新材料・デバイス
つ人間の感性をも担う知的センシング技
ング技術の研究を行っています。
2) マイクロワット級センサーLSI術の研究を行っています。
3) InAlN/GaNヘテロ界面の電子物性
知的センシング/情報処理技術
1) テラヘルツ波帯用新材料・デバイス
1) 4)
テラヘルツ波帯用の新材料・デバイス

2) マイクロワット級センサLSI2) マイクロワット級センサーLSI
3) InAlN/GaNヘテロ界面の電子物性
集積電子デバイス研究室
3) InAlN/GaNヘテロ界面の電子物性
4) 知的センシング／情報処理技術
4) 知的センシング/情報処理技術

InAlN/GaNヘテロ構造を利用したトランジスタ

InAlN/GaNヘテロ構造を
InAlN/GaNヘテロ構造利用したトランジスタを利用したトランジスタ

画素の消費電力4.5μW
1秒間に400フレームの撮像を実証

画素の消費電力4.5μW
1秒間に400フレームの撮像を実証

教授：本久 順一 准教授：冨岡 克広

集積電子デバイス研究室

低消費電力エレクトロニクスの基盤とな集積電子デバイス研究室
る半導体ナノワイヤデバイスと関連技術

半導体ナノワイヤ成長

教授：本久 順一 准教授：冨岡 克広%&'(半導体ナノワイヤの研究を行っています。半導体ナノワイ
教授：本久 順一
准教授：冨岡 克広

ヤは電子や光の振る舞いをナノへテロ構
低消費電力エレクトロニクスの基盤とな造で制御し、高効率・低消費電力化を実る半導体ナノワイヤデバイスと関連技術
現 で き ま す。 半 導 体 ナノ ワ イ ヤ 成 長 を
低消費電力エレクトロニクスの基盤技術をの研究を行っています。半導体ナノワイ
ベースに、低電力スイッチ・高機能光デ目指した半導体ナノワイヤ材料や集積デバ
ヤは電子や光の振る舞いをナノへテロ構バイスとその集積化を目指しています。
イスの作製技術の研究を行っています。半造で制御し、高効率・低消費電力化を実導体ナノワイヤ材料は電子や光の振る舞い
現 1)
で 選択的結晶成長法によるIII-V族半導体ナ
き ま す。 半 導 体 ナノ ワ イ ヤ 成 長 ををナノへテロ構造で制御し、高効率・低消ノワイヤの集積技術ベースに、低電力スイッチ・高機能光デ費電力化を実現できます。半導体ナノワイ
2) ナノワイヤ電子・光デバイス応用
バイスとその集積化を目指しています。
3) 高機能電子デバイス応用
ヤ選択成長・加工技術を基軸に、高性能・半導体ナノワイヤ成長

ポリマー

ナノワイヤ

半導体ナノワイヤ結晶成長
500 nmナノワイヤ縦型トランジスタ

500 nmナノワイヤ縦型トランジスタ

低電圧スイッチ・高機能光デバイスとその
1) 選択的結晶成長法によるIII-V族半導体ナ 高性能・低電圧トランジスタ提案
集積化応用を目指しています。
ノワイヤの集積技術%&'(!"" #$ 太陽電池
エッチングによる窒化物半導体ナノワイヤ)*+,半導体ナノワイヤ
GR
ポリマーB)*+,-

ナノワイヤ
太陽電池

800 nm
probe

100µm
フルカラー

ナノ光源
ナノワイヤ
NW array100µm
光通信波長帯用ナノ光源・受光源作製
発光素子

2) ナノワイヤ電子・光デバイス応用

1) 選択的結晶成長法によるIII-V族半導体
3) 高機能電子デバイス応用
ナノワイヤの集積技術
2) ナノワイヤ電子・光デバイス応用
3) 高機能電子デバイス応用!"" #$probe
NW array

100 µmナノワイヤ
量子ドット
100 µm 発光素子

ナノワイヤ
LEDアクセスマップ

知識メディア
ラボラトリ
渡廊下

共用実験棟

JR札幌駅より・徒歩で約15-20分
・タクシー5分（800円程度）
札幌駅北口のタクシー乗り場（工学部裏まで）

情報科学研究院
新千歳空港ー札幌駅
・快速エアポート
40分、15分間隔

量子集積エレクトロ
ニクス研究センター
赤の→ルートでお越し下さい。迷った場合は、工学部正面玄関入口の警務員にセンターへの道順をお尋ねください。

図書館
ロータリー

北大正門
学術交流会館

北口

センター玄関はセキュリティロックがかかっています。玄関備え付けの内線電話で教員か事務員を呼び出しください。電話番号は玄関内に表示されています。

北海道大学 量子集積エレクトロニクス研究センター
所在地: 〒060-0813 札幌市北区北13条西8丁目
電話: 011-706-7171, Fax: 011-716-6004
HP: http://www.rciqe.hokudai.ac.jp

2022.10-