今まで半導体として利用されてきたシリコンに比べて異なる性質のもつ半導体や、透明でしなやかな材料を研究することで、新しい機能を持った素子の実現を目指します。たとえば、酸化物半導体に関する研究では透明なディスプレイ・情報端末を実現するための技術や、自在に曲げられるデバイス・センサに関する研究を進めています。これらの技術は未来の生活の利便性を大幅に高めます。
電波を用いた高周波タグのデータを非接触で読み書きする RFID（Radio frequency identifier）システムや、マイクロ波を直流電流に整流変換するアンテナであるレクテナ（Rectifying antenna）への利用が可能。無線LANのような微弱電波やマイクロ波エネルギーを高効率で電流に常時変換できるエナジーハーベスティング回路への応用を目指しています。
酸化物半導体を用いたプレーナタイプの完全透明ダイオードおよびフレキシブルダイオードの開発に成功。柔らかいフィルム素材の上に電子部品を形成する技術は新しいセンシング技術やウエラブルセンサなど、人間が身につけて生体情報を計測する技術への応用が期待できます。
曲率半径3mmまで曲げることができ、繰り返し曲げても絶えられる酸化物薄膜トランジスタの開発に成功しました。曲げ試験結果から、ZnOは柔軟で粘り強い性質を持っていることが明らかになりました。伸縮性、順応性、柔軟性を持つフレキシブル基材の柔軟性と印刷された低コストなデバイスを組み合わせて、新しいカテゴリーのエレクトロニクスを創出できます。
2端子素子において、基板の厚さを25μmと薄くすることで、酸化物材料であっても特性劣化のない素子を実現。構造最適化されたTFT構造では、実用レベルである6桁のon/off比を可能にするとともに、繰り返し耐性を持つ酸化物TFTを実現しました。基板の厚さを、さらに薄くすることによって曲率半径3mm程度までであれば、安定的に動作。また、繰り返し測定の結果から100回程度の曲げに対して耐性を確認するができました。現在は、酸化物薄膜の新たなフレキシブルデバイスの応用を目指して1000回、1万回の耐久試験を実施しています。
酸化物半導体はアモルファス相での高い電子移動度、高い透明度、低いリーク電流、様々な製造プロセスへの高い適応性が挙げられます。中でも溶液プロセスは、非真空プロセスのため低コストでかつ大面積のデバイス形成が可能です。溶液法によるAZO前駆体溶液を用いた積層構造のTFTの作製と諸特性の評価を行ったところ、ZnO/AZO積層構造において顕著な抵抗減少とTFTの特性改善が見られました。今後、積層構造の構造最適化を進めることで、従来のTFTの性能を大きく上回るTFTの実現が見込まれます。
COP（シクロオレフィンポリマー）のレプリカモールドを用いた熱ナノインプリント法と前駆体溶液を組み合わせたZnO系薄膜のパターニングを実現。さらに、デューティ比1:1のパターンを用いて、1μmのパターンまでのダイレクトパターニングが可能であることを実証しました。石英モールド、COPモールド、酸化物薄膜については、ライン長とスペース長において、ほぼ設計通りにプリントされていることが分かりました。
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