実現したい物性・デバイスを念頭に、「どのような構造体をデザインすればよいか?」また「その構造体をどのように実現すればよいか?」を原理に立ち返って考え、実現に必要な方法論を開発しながら新奇ナノ構造の創出を行います。ここでは、分子線エピタキシーや有機金属化学気相成長法といった先端的な結晶成長法と、マイクロメータースケールの正確さで異物質を重ね合わせるマニピュレーション技術を融合することを通して、多彩なナノマテリアルを原子スケールの正確さで自在につなぎ合わせ・積み重ね、他の方法では実現困難な機能性結晶固体を自在創出することを目指します。また、自ら生み出した新奇ナノ構造体を対象に光・電子物性計測を行い、ナノ構造ならではの機能・物性を見出すことを目指します。低次元ナノ構造で現れる、特異な電子状態、顕在する多体効果、外場による制御性、をうまく使って他の材料系では実現できない機能を見出していきます。このために、半導体微細加工技術を用いたデバイス構造の作製、分光およびイメージング計測、電気伝導度計測を様々な外場のもとで行います。