化学工学 → 半導体材料 → 界面 → プロセス → 製造

私たちは、エピタキシーの科学と工学を深化させ、新興二次元（2D）材料が有する卓越した物性を実用技術へと展開することを目指しています。カルコゲナイド、カーバイド、ナイトライド、ボロフェン、ペロブスカイト、酸化物、グラフェンなど、多様な材料群を対象として、これらの材料が持つ潜在能力を最大限に引き出すための成長機構の予測的理解と精密な合成制御に取り組んでいます。

私たちの研究を特徴づける3つの中核的成果

1. 二次元材料のエピタキシャル成長機構に関する新たな理論の構築
2D層がどのように核生成し、結晶方位を選択し、基板および異種材料と統合されるのかを明らかにすることで、二次元材料のエピタキシーに新たな理解をもたらしています。
（Nature Materials 2020, 2022, 2026; Matter 2023; Science 2025）

2. 二次元材料・デバイスの力学に関する新たな展開
構造、変形、および界面相互作用が、二次元材料の物性やデバイス性能をどのように支配するかを解明し、2Dシステムにおける力学と機能の関係を明らかにしています。
（Nature Electronics 2021, 2025; Nature Nanotechnology 2022, 2023; Nature Photonics 2026）

3. 新しい二次元p型半導体材料群の創製と開拓
従来限られていた原子層厚半導体におけるp型伝導の選択肢を拡張し、次世代二次元電子デバイスに新たな電子機能をもたらす材料基盤を構築しています。
（Nature Materials 2026; Nature 2026）

将来の二次元半導体を支える化学工学基盤の構築

私たちの研究は、これまで十分に理解・制御することのできなかった構造―物性―機能相関を系統的に解明することにより、将来の二次元半導体を支える化学工学的基盤を構築するものです。

このアプローチにより、次世代デバイスおよびスケーラブルな半導体製造に向けて、半導体材料、界面、およびプロセスを合理的に設計するための指針を確立することを目指しています。

さらに、この研究概念を**異次元混成ファンデルワールスヘテロ構造（mixed-dimensional van der Waals heterostructures）**へと展開し、2D半導体と異なる次元性を有する材料を統合することで、界面化学、キャリア・エネルギー輸送、ならびに機能集積を高度に制御する材料プラットフォームの創出に取り組んでいます。

こうしたハイブリッド材料系は、**低消費電力エレクトロニクス、センシング、異種材料集積（heterogeneous integration）**などの先端半導体技術に新たな可能性を拓くとともに、電気化学システム、触媒、反応・分離工学、ドラッグデリバリー、電子皮膚（e-skin）、先進複合材料など、より広範な科学・工学分野への展開にもつながっています。