要旨PICS3Dシミュレーションプログラムを用いて、異なる酸化孔径サイズと共振器長を持つ850nm GaAs高速垂直共振器面発光レーザー（VCSEL）の周波数応答特性を検討した。5μm酸化孔径使用で、周波数応答が25℃と85℃で最大3dBにおいて18.4GHz/15.5GHzから21.2GHz/19GHzへ改善される。数値シミュレーション結果は、共振器長を3λ/2からλ/2へ短縮することで、25℃と85℃で最大3dBにおいて21.2GHz/19GHzから30.5GHz/24.5GHzへ更なる性能向上を示唆。結果として、修正構造上で高速VCSELデバイスを作製し、85℃で50Gb/sデータレート

要旨二次元インジウムセレン（InSe）は、キャリア移動度約2000cm²/V·s、実験デバイスでオン/オフ比10⁸超を達成し、将来のCMOSノード向け有望チャネル材料として浮上している。理論研究では、InSe電界効果トランジスタ（FET）がボールリスティック限界でサブ10nmゲート長まで高性能を維持できると予測されるが、低抵抗オーミック接触の実現が主要ボトルネックとなっている。ここでは、インジウム/InSe/インジウムという新規サンドイッチ接触アーキテクチャを導入し、トンネル障壁の除去、ショットキー障壁の抑制、効果的なn型ドーピングを同時に実現する。第一原理計算により、接触抵抗が0.032±0

要旨多結晶CVD成長単層MoS₂と機械的剥離単結晶単層MoS₂の紫外線-オゾン（UV-O₃）処理による酸化挙動の違いを報告する。UV-O₃処理時間を0から5分へ増加させると、両MoS₂の光ルミネッセンス発光とラマンモードが消失し、酸化による構造劣化を示唆。光吸収とX線光電子分光（XPS）解析により、両MoS₂でMoO₃形成が示唆される。さらに、CVD MoS₂では酸素空孔、モリブデン酸硫化物、モリブデン硫酸塩の生成可能性が示された。UV-O₃処理後の電気抵抗測定から、CVD MoS₂はドープMoO₃へ、剥離単結晶MoS₂は実質的に無ドープMoO₃へ変化することが示唆された。これらの結果は、単層

要旨直径5nm未満の爆発合成ナノダイヤモンド（DND）が、1.1±0.3ppmの濃度で窒素-空孔（NV⁻）カラーセンターを宿すことを示した。これは意図的にNV⁻中心を作製したナノダイヤモンドとして記録的濃度である。濃度は電子常磁性共鳴（EPR）のg=4.27半場線の積分強度から導出された。この線はNV⁻基底状態トリプレットにおける禁制Δm=2遷移に由来する。共焦点蛍光顕微鏡では個々のNV⁻エミッターからの明るい赤色光ルミネッセンス（PL）を観測し、外部磁場約100mTで基底・励起状態スピン準位が交差する地点（GSLAC）で顕著なPL低下を確認。これらの結果は、サブ10nm DND中のNV⁻中心

要旨InGaNエピタキシャル層表面に直接インジウム量子ドット（In QDs）を成長させる新しい金属有機化学気相成長（MOCVD）技術を開発した。二段階冷却プロトコルを適用することで、In QDsが高均一なサイズで出現することを見出した。詳細解析により、ドット形成は冷却サイクルの低温段階において、表面富化インジウム層と水素ガスの反応によって生じることが明らかとなった。ドット密度は表面インジウム層の特性を忠実に反映し、通常は捉えにくいこの表面領域を直接プローブする手段となる。はじめにインジウムガリウム窒化物（InGaN）は、高吸収、広スペクトル可変性、耐放射線性により、高効率発光ダイオード（LED

要旨一鍋法水熱合成により、ナノニードル状γ-AlO(OH)をMgAl-LDH層間に挿入したヘテロ構造を作製し、メチルオレンジ（MO）に対する卓越した吸着性能を実現した。層間隔は7.6Åから8.77Åへ拡大し、豊富な-OH基が化学吸着速度を向上させる。本複合体は1000mg/L MOを210分で完全除去し、ラングミュア吸着容量4681.40mg/gを達成（LDH系吸着剤として最高値）。4回の吸着-脱着サイクル後も容量は760mg/g以上を維持し、優れた再利用性を示す。はじめに繊維、皮革、塗料などで広く用いられる有機染料は、水系へ排出されると深刻な環境脅威となる。高極性、低揮発性、生分解難分解性の

要旨ペチニゾルゲル法で合成したLa₃Ga₅.₅Nb₀.₅O₁₄（LGN）粉末の光学特性と成長経路を調査した。600-800℃で焼成後、X線回折により800℃で単相直方晶LGN構造（JCPDS 47-0533）の出現を確認。前駆体ナノフォームが巨大多孔質結晶粒へ変態する概略成長メカニズムを提案。327nm励起での光ルミネッセンス測定では、77Kで475nmを中心とする広い青色発光が観測され、これは[NbO₆]⁷⁻八面体基団に起因する。800℃試料は320nmに鋭い吸収端を示し、バンドギャップ3.95eVに対応し、酸素欠陥が最小限であることを示す。はじめにCa₃Ga₂Ge₄O₁₄（CGG）構造を持

要旨B2 CuZr相はバルク金属ガラスの靭性向上に用いられるが、異なる載荷配向下での相転移応答は十分に理解されていない。本研究では、分子動力学シミュレーションを用いて、B2 CuZr単結晶に対して[001]、[110]、[111]方向への単軸引張および圧縮を実施した。その結果、顕著な引張・圧縮非対称性が明らかとなり、破壊は局所的アモルファス化によって支配されることが示された。3つの明確な配向依存的転移が同定された：[001]引張でのB2→FCC、[001]圧縮でのB2→BCT、[110]引張でのB2→HCPである。これらの転移はそれぞれ約5°の格子回転、均一変形、Cu/Zr層分離を介して進行す

概要 無機セシウム鉛ハライドペロブスカイト、CsPbI₃₋ₓBrₓは、優れた光電子特性と溶液ベース製造の簡便さにより、フォトディテクタ材料として有望視されています。ここでは、改良された溶液プロセスアプローチで作製したフレキシブルフォトディテクタが、10⁴のオン/オフ比、~10¹² Jonesの検出度、520 nm照射下で10 mVバイアスにおいて100 µs未満の立上り/立下り時間を実現することを実証します。デバイスは周囲空気中（35-45％ RH）で30日後、および曲率半径9.12 mmで100回曲げサイクル後も性能を維持し、機械的堅牢性と環境安定性を実証しました。これらの結果は、CsPbI

概要 ウェットエッチングは、ナノメートル精度に近い精度で犠牲層を除去できるソフトでダメージフリーな手法として優位性があり、ナノスケール構造の製造において極めて重要になっています。このようなウェットエッチング溶液を開発するため、選択性や（非）異方性といったエッチャント特性のスクリーニングが不可欠です。これらのエッチャントは典型的に低エッチレートであるため、そのエッチング挙動を評価するには高感度テスト構造が必要です。そこで、スケールダウンされた単結晶Si（c-Si）とSiGe（c-SiGe）ワゴンホイールを作製しました。まず、アルカリ性エッチャントのTMAHとNH₄OHにおける結晶性シリコンの異方

概要 歪みエンジニアリングは、二次元（2D）材料の優れた柔軟性を活かし、その物理的特性を調整する実用的な手法を提供します。本研究では、第一原理計算を用いて、biaxial引張歪みがInSe単層の電子的、フォノン的、熱電的特性にどう影響するかを体系的に調査しました。最大6％の歪みを適用すると、格子熱伝導率が25.9から13.1 W·m⁻¹·K⁻¹へ低下し、これは非調和フォノン散乱の増大、フォノングループ速度の低下、熱容量の減少によるものです。その結果、熱電性能指数ZTが著しく向上し、引張歪みがInSeの熱電性能改善に効果的な戦略であることを示しました。 はじめに グラフェンの発見以来、二次元半

概要 本論文では、第一原理法を用いてMoS₂多層の構造的、電子的、光学的特性を調査しました。最大6層までのMoS₂を比較研究しました。MoS₂単層では共有結合性とイオン結合性がバルクより強いことが示されました。層数が2以上になると、層間結合によりバンド分裂が顕著になります。二次元材料におけるファンホーフ特異点により、MoS₂多層の誘電関数の虚部ε₂ˣˣ(ω)と接合状態密度（JDOS）に長いプラトーが出現することを見出しました。単層、二層、三層では、ε₂ˣˣ(ω)とJDOSの長いプラトーの閾値にそれぞれ1、2、3つの小さなステップが現れます。層数がさらに増加すると、小さなステップの数が増え、その

概要 ナノ粒子薬物送達システムは、B細胞、T細胞、ナチュラルキラー細胞が免疫応答を調整するリンパ節との相互作用において、ますます重要になっています。これらの細胞が悪性化すると、健康な組織を攻撃します。本研究では、ナノアンテナ機能化粒子を特異的に癌性リンパ球へ誘導し、その排除を加速するインテリジェント送達プラットフォームを提示します。嫌気的接触を通じて粒子と通信する自律型ナノコントローラを統合することで、システムは粒子密度、サイズ、タイプをリアルタイムで調整します。シミュレーションにより、より小さな低密度ナノ粒子がリンパ液の動粘性を低下させ、流れへの抵抗を減らすことを実証しました。特に水素分子は

概要 アンモニウムメタタングステート水和物（AMT）とコバルト(III)アセチルアセトネート（Co(acac)₃）を組み込んだポリアクリロニトリル/ポリスチレン（PAN/PS）マイクロナノファイバーを、ワンステップ電気紡糸法で作製しました。得られたファイバーは高多孔質表面、幅広い貫通孔分布、タングステンとコバルト種の均一な担持を示します。FESEM、FTIR、EDS、貫通孔サイズ解析を含む包括的なキャラクタリゼーションにより、AMT/Co(acac)₃の成功的統合が確認され、効率的な電解質浸透と迅速なガス泡放出という電気触媒応用に望ましい主要属性を持つことが実証されました。 はじめに ナノフ

概要 ペロブスカイト材料は、優れた光電子特性と容易な溶液プロセスを兼ね備え、次世代フォトディテクタの理想的な材料です。本研究では、CH₃NH₃PbI₃₋ₓClₓ枯渇層とCsPbBr₃量子ドット（QD）感度層からなるハイブリッドペロブスカイトフォトディテクタを報告します。可視スペクトルで動作し、0.39 A/Wの記録的応答度、5.43×10⁹ Jonesの検出度、正孔172 cm²/V·s、電子216 cm²/V·sの両極性キャリア移動度、超高速応答時間（立上り121 µs、立下り107 µs）を達成しました。これらの指標は、CH₃NH₃PbI₃₋ₓClₓ-CsPbBr₃ヘテロ構造が高性能光電子

概要 銀ナノ粒子（AgNP）で修飾された銀ナノワイヤ（AgNW）アレイを形状記憶ポリウレタン（SMPU）に埋め込んだ、フレキシブルで超撥水性の基板を提案します。界面自己組織化、電気化学的銅析出、置換的AgNP成長、パーフルオロデカンチオール（PFDT）機能化という製造戦略により、階層的なマイクロ/ナノ構造が形成され、分析分子を捕捉しながら電磁ホットスポットを増幅します。ローダミンB（RB）をプローブとして用いた場合、検出限界10⁻¹⁰ M、非撥水性対照試料に比べて1.5倍の強度向上、優れた再現性（RSD ＜ 24％）を達成しました。これらの結果は、フレキシビリティ、超撥水性、プラズモン増強を組

概要 密度汎関数理論（DFT）を用いて、メタン（CH₄）がX空孔、Mo空孔、二重空孔を持つMoX₂（X＝S、Se、Te）単層膜とどのように相互作用するかを調べました。研究の結果、欠陥エンジニアリングによってメタン吸着が著しく向上することが判明しました。欠陥タイプの中でも、MoTe₂の二重空孔（MV_D）が最も強い吸着を示し、最大の電荷移動と最短の吸着距離を実現しました。これらの知見は、MV_D(MoTe₂)がメタンセンシングデバイスの有望なプラットフォームであることを示唆しています。 はじめに メタン（CH₄）は無色・無味・無毒の気体ですが、高濃度になると酸素を置換し、健康リスクをもたらしま

概要早期精密ながん検出と治療には統合されたセラノスティクスプラットフォームが必要。本研究では、超音波（US）と磁気共鳴（MR）イメージングを近赤外（NIR）光熱療法（PTT）と組み合わせた乳がん向けHer2機能化金ナノシェルPLGA磁性ハイブリッドナノ粒子（Her2-GPH NPs）を報告。ナノ粒子はパーフルオロオクチルブロミド（PFOB）と超常磁性酸化鉄ナノ粒子（SPIOs）を内包したPLGAコア、金ナノシェルコート、抗Her2抗体共役で構成。細胞結合アッセイでHer2陽性SKBR3細胞への受容体媒介取り込み確認（結合率86±3.7% vs Her2陰性MDA-MB-231細胞2.3±0.4

概要二本の平行帯電ワイヤーゲート間に挟まれたナノヘリックスの電子構造を理論的に検討し、ゲート電圧で高度に調整可能な二元超格子を形成することを報告する。結果として得られるバンド構造は、特定電圧組み合わせでエネルギーバンド交差を示し、準相対論的ディラック様振る舞いの出現を示唆。直線偏光と円偏光両方の光学遷移計算により、二重ゲートナノヘリックスが将来の光電子デバイス用多機能プラットフォームであることが明らかになった。導入ヘリカル幾何学は、化石化した巻き貝からDNA二重螺旋まで自然界に遍在し、先進機能性のため独自トポロジーを活用するナノ構造にインスピレーションを与えてきた。過去30年間、最先端ナノ加工

概要数値シミュレーションは、プラズモニックナノ光学ピンセットベースの光学トラッピング予測に重要な役割を果たす。しかし、複雑な構造とプラズモニック効果による劇的な局所場増強が従来の数値手法に大きな課題をもたらす。本稿では、デュアル・プライマル有限要素ティアリング相互接続法（FETI-DP）とマクスウェル応力テンソルに基づく精密かつ効率的な数値シミュレーション手法を提案し、ナノ粒子トラッピングの光学力とポテンシャルを計算する。FETI-DPシミュレーション性能をさらに向上させるため、低ランク疎化アプローチを導入。提案手法は、非重複ドメイン分割と柔軟なメッシュ離散化により、大規模複雑問題を小規模単純