物質が示す
量子効果の探求

Approach

量子力学的な現象を理論的に解明し
次世代のエネルギー変換技術の
基礎をつくる

ナノ材料の電子物性や光物性に関する理論的および
計算機シミュレーション的研究を行っています。

現在は主に、環境発電の物理・物質科学について研究を推進し、既存の変換効率を超えるエネルギー変換プロセスの発見や
それを実現する物質探索を行っています。

物理学・物質科学の立場から、人類の最重要課題の１つである
持続可能かつクリーンな社会の実現に貢献することが究極の目標です。

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• 1. 新規エネルギー変換の物理

  Physics of Advanced Energy Conversion

  物質中の電子、光、熱の相互作用から生まれる新たな物理プロセスに基づいて、
  光から電気へ(光起電力効果)、熱から電気へ(熱電効果)、あるいは熱から光へ、
  そして電気へ(熱光起電力効果)とエネルギーを変換する仕組みを理論的に解明・開拓します。

  これは、次世代の高効率な太陽電池や熱電変換デバイスの設計原理に繋がります。

  

• 2. ナノカーボン・原子層物質の物性

  Properties of Nanocarbon and Atomically Thin Materials

  カーボンナノチューブに代表されるナノカーボン物質や、
  原子一層の厚みしか持たない原子層物質の電子物性・光物性を
  理論的に解明します。光から電気へ(光起電力効果)、熱から電気へ(熱電効果)、あるいは熱から光へ、
  そして電気へ(熱光起電力効果)とエネルギーを変換する仕組みを理論的に解明・開拓します。

  これらの物質特有の性質を活かすことで、超高速で動作するトランジスタや新しい原理に基づく
  光学デバイスの実現が期待されます。

  

• 3. バレー物性とバレートロニクス

  Valley Physics and Valleytronics

  電子が持つ「電荷」や「スピン」だけでなく、
  「バレー」と呼ばれる自由度を情報担体として利用する
  新しいエレクトロニクス（バレートロニクス）の基礎理論構築を目指します。

  これにより、現在の電子デバイスの限界を超える
  低消費電力・大容量の情報処理が可能になると考えられています。

  

• 4. トポロジカル物質の光物性・電磁応答

  Optical and Electromagnetic Responses of Topological Materials

  波動関数のトポロジー（位相幾何学）的な性質によって
  特徴づけられる物質である「トポロジカル物質」の光や
  電磁場に対する応答を理論的に解明します。

  この研究は、ノイズに強い量子コンピュータや
  高効率な太陽電池への応用に繋がる可能性があります。