金属、半導体、超伝導体、磁性体など、結晶には様々な個性を持つものがある。スパッタリング法やパルスレーザー堆積法などの薄膜結晶成長の手法を用いると、複数の結晶を原子レベルで積層することができる。異種の結晶を積層した「ヘテロ構造」は、半導体デバイスの基礎となる構造であり、コンピューターをはじめ身近な電子機器に多く使われている。 私達は、結晶構造や電気的な性質に特徴がある結晶を組み合わせて、新しいヘテロ構造を探索している。誰も作ったことの無い新しい構造で、予想もしなかったような非自明な物性や、応用に結びつく新機能を開拓することが研究の目的である。

最近では、高い導電性を示す層状イオン結晶 PdCoO2に着目している。PdCoO2は２次元的に広がるPd＋の電気伝導層と、絶縁的な[CoO2]－層が交互に積層された構造を持つ。PdCoO2は層状構造に由来する表面分極を持つため、単体金属（4.0～5.7 eV）を大きく上回る7.8 eVの仕事関数を示す。これまでに、半導体とのヘテロ構造においてPdCoO2の大きな仕事関数を利用することで、350℃の高温で8桁近いオン・オフ比で動作できるショットキーダイオードなど、従来系では難しかったデバイス特性を実現した。