HOME > Profile > FUKATA, Naoki
- Deputy Director, Research Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA)
- Group Leader, Nanostructured Semiconducting Materials Group, Quantum Materials Field, Research Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA)
- Field Director, Quantum Materials Field, Research Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA)
- LSTC Semiconductor Materials Research Lab, External Collaboration Division
- Address
- 305-0044 1-1 Namiki Tsukuba Ibaraki JAPAN [Access]
Accepting Students
Research
- Keywords
ナノ材料・ナノバイオサイエンス 物性I 応用物性・結晶工学
PublicationsNIMS affiliated publications since 2004.
Research papers
- Kumaar Swamy Reddy Bapathi, Mostafa F. Abdelbar, Wipakorn Jevasuwan, Pramod H. Borse, Sushmee Badhulika, Naoki Fukata. Cumulative effect of spectral downshifting, anti-reflection and space-charge region formation in enhancing the spectral response of self-powered silicon photodetectors on sensitisation with CdZnS/ZnS core-shell quantum dots. Nano Energy. 122 (2024) 109277 10.1016/j.nanoen.2024.109277
- Xiao Deng, Wipakorn Jevasuwan, Naoki Fukata, Akihiro Okamoto. Nanowire Electrode Structures Enhanced Direct Extracellular Electron Transport via Cell-Surface Multi-Heme Cytochromes in Desulfovibrio ferrophilus IS5. Electrochem. 5 [3] (2024) 330-340 10.3390/electrochem5030021 Open Access
- Kumaar Swamy Reddy Bapathi, Mostafa F. Abdelbar, Wipakorn Jevasuwan, Pramod H. Borse, Sushmee Badhulika, Naoki Fukata. Passivation-free high performance self-powered photodetector based on Si nanostructure-PEDOT:PSS hybrid heterojunction. Applied Surface Science. 648 (2024) 158992 10.1016/j.apsusc.2023.158992
Books
- 深田 直樹. Fundamental Properties of Semiconductor Nanowires. Springer Nature, 2020, 454.
- FUKATA, Naoki. Impurity doping in semiconductor nanowires. Springer Nature, 2020, 39.
Proceedings
- N E Stankova, P A Atanasov, N N Nedyalkov, Dr Tatchev, St A Armyanov, K N Kolev, E I Valova, FUKATA, Naoki, K Grochowska, G Śliwiński, D Hirsch, B Rauschenbach. Laser-induced surface modification of biopolymers – micro/nanostructuring and functionalization. Journal of Physics: Conf. Series. (2018) 012050-1-012051-7
- サプトロ ラハマト ハディ, 松村 亮, 深田 直樹. Sb 添加Ge 縦型pn ダイオードの電気特性に及ぼす基板加熱堆積の効果. 電子デバイス界面テクノロジー研究会 –材料・プロセス・デバイス特性の物理–プロシーディング集. (2021) 133-136
- 松村 亮, 深田 直樹. 高速CWレーザーアニール法を用いたGeおよびGeSn材料の結晶成⻑. 電子デバイス界面テクノロジー研究会 –材料・プロセス・デバイス特性の物理–プロシーディング集. (2021) 63-66
Presentations
- FUKATA, Naoki. Impurity doping in Ge/Si core-shell nanowires. The 7th International Symposium on Advanced Science and Technol. 2016 Invited
- ZHANG, Qinqiang, MATSUMURA, Ryo, TSUKAGOSHI, Kazuhito, FUKATA, Naoki. Fabrication and Characterization of Germanium Monosulfide Field-Effect Transistors. 秋季第85回応用物理学会学術講演会. 2024
- JEVASUWAN, Wipakorn, FUKATA, Naoki. Efficient Al-Catalyzed SiNW Dimension Control for Device Downscaling of Si/Ge Core-Multishell Heterostructures. 秋季第85回応用物理学会学術講演会. 2024
Misc
- 深田直樹. Siナノ細線への熱酸化応力誘起とフォノン閉じ込め効果. 応用物理学会結晶工学分科会第127回研究会テキスト. (2007) 45-50
- P.A. Atanasov, N.N. Nedyalkov, Ru. Nikov, FUKATA, Naoki, JEVASUWAN, Wipakorn, SUBRAMANI, Thiyagu, D. Hirsch, B. Rauschenbach. SERS of insecticides and fungicides assisted by Au and Ag nanostructures produced by laser techniques. International Journal of Environmental & Agriculture Research. 3 [4] (2017) 61-69
- SEKIGUCHI, Takashi, CHEN, Jun, TAKASE, Masami, FUKATA, Naoki, CHIKYOW, Toyohiro, Motoyuki Sato, Ryu Hasunuma, Kikuo Yamabe, Yasuo Nar. Electron-beam-induced current study of breakdown behavior of high-k gate MOSFETs. SOLID STATE PHENOMENA. (2010) 461-466 10.4028/www.scientific.net/156-158.461
Published patent applications
- ガラス材料中に誘起された構造変化のその場診断法 (2005)
- シリコン結晶析出方法及びシリコン結晶材料 (2007)
- シリコンナノ結晶材料の製造方法及び該製造方法で製造されたシリコンナノ結晶材料 (2007)
Society memberships
応用物理学会
Research Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA)
半導体ナノ構造材料の機能化とデバイス応用
半導体,ナノ構造,量子効果,トランジスタ,エネルギー変換素子
Overview
半導体ナノ材料はバルクに無い新規な特性を発現することから、新たなデバイス応用が期待されている。そこで、ナノ構造化した半導体材料を高度に複合機能化することで、半導体材料に新しい特性・優れた機能を発現させることを目指す。研究の第一のターゲットとして、新構造・新材料による次世代高速・低消費電力トランジスタに関する研究を実施している。更に、このナノ構造の形成制御技術を利用して、新規な量子特性を発現する材料・素子の開発および光電変換素子応用等の環境・エネルギー分野まで幅広く取り組んでいる。
Novelty and originality
● ナノ加工:トップダウン/ボトムアップ手法の融合によるサイズ・次元・構造・配列制御技術
● 特殊構造:ナノ構造内部への立体ヘテロ接合形成技術
● 高感度測定:ナノ構造内部に導入された不純物の状態評価法
● 新構造デバイス:高速・低消費電力化を可能にする縦型デバイス
Details
トップダウン/ボトムアップ手法の融合によりサイズ・次元・構造・配列の制御されたナノ構造を形成し、バルク材料にない機能を引き出す。更に、個々のナノ構造内部へのヘテロ接合形成等による新構造創出を行い、次世代トランジスタや量子性を利用した新たなデバイス応用に関する研究を行っている。具体例を挙げると、半導体であるSiとGeのヘテロ接合をナノワイヤ内部の直径方向に形成したコアシェル型の特殊ナノワイヤ構造の形成に成功している(図中央)。本構造により不純物のドーピング領域とキャリアの輸送領域を分離することができ、ナノ構造体を利用しても不純物散乱を抑制できるため、バルクSiデバイスの4倍以上の高移動度のp型トランジスタチャネルを実現できる。更に縦型構造を採用することで消費電力を大幅に低減することが期待できる。また、ヘテロ接合のバンド構造に応じて光電変換素子にも応用可能であり、内部のヘテロ接合をpn接合に変換したpn接合型の光電変換素子も作製できる(図左下)。更に図右下に示すようなハニカム構造を形成することで、トポロジカルフォトニクスへの応用も可能となる。
Summary
サイズ・次元・構造・配列の制御された様々なナノ構造の形成手法を開発
高速・低消費電力化を可能にする次世代Si-Geヘテロナノ構造トランジスタチャネルを開発
ナノ構造を利用した種々のエネルギー変換素子の実現と量子関連デバイスへの応用展開