2025/10/03 更新

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ヒラマツ　ヒデノリ
平松　秀典
HIRAMATSU HIDENORI
所属
総合研究院 フロンティア材料研究所 教授
職名
教授
ホームページ
https://www.hiramatsu.msl.iir.isct.ac.jp/
外部リンク

News & Topics

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学位

  • 工学 （ 2004年3月   東京工業大学 ）

研究分野

  • ナノテク・材料 / 無機物質、無機材料化学

論文

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MISC

  • Fabrication, characterization, and modulation of functional nanolayers 招待

    Hiromichi Ohta, Hidenori Hiramatsu

    Nanoinformatics   207 - 235   2018年1月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：Springer Singapore  

    DOI： 10.1007/978-981-10-7617-6_10

    Scopus

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講演・口頭発表等

  • Thin-film Growth of 1111-type Iron-based Superconductors 招待

    Iron-based Superconductors: Advances towards applications 2025 (IBS2app 2025)  2025年2月 

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    開催年月日： 2025年2月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • オキシカルコゲナイドの欠陥学理の構築とワイドギャップ半導体の設計・開拓への展開

    研究課題/領域番号：24H00376  2024年4月 - 2028年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    大場 史康, 平松 秀典, 高橋 亮

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    配分額：47580000円 （ 直接経費：36600000円 、 間接経費：10980000円 ）

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  • 独自の化学設計指針に基づいた革新的新光機能性半導体の創製とデバイス化への展開

    研究課題/領域番号：21H04612  2021年4月 - 2026年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    平松 秀典, 飯村 壮史

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    配分額：41730000円 （ 直接経費：32100000円 、 間接経費：9630000円 ）

    本研究において打ち立てた以下2点の化学設計指針に従って、研究計画におけるロードマップに設定したとおり、「有望物質の探索」に取り組み、また同時進行で研究の次段階ステージとなる「薄膜試料作製」の本格実施のための準備を行った。
    ・高対称性結晶（具体的にはペロブスカイト型構造）中に意図的に「非結合性軌道」を導入し、適切なバンドギャップと、p型にもn型にもドーピングが可能な電子状態を実現する。
    ・高効率化に不可欠な直接遷移型にするために、長周期構造を利用したバンドの折りたたみを利用する。
    その結果、SrHfS3と同型のペロブスカイト構造を有するBaZrS3を作製してバンドギャップを見積もったところ、狙い通り、SrHfS3よりも小さくなり、1.85 eVであることを明らかにした。そして、第一原理計算で吸収係数を計算したところ、光吸収層としては理想的な10^6 cm^-1に達することが示唆された。

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  • ワイドギャップ半導体におけるケミカルドーピングの学理構築と新材料開拓

    研究課題/領域番号：20H00302  2020年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    大場 史康, 野瀬 嘉太郎, 高橋 亮, 平松 秀典

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    配分額：44590000円 （ 直接経費：34300000円 、 間接経費：10290000円 ）

    ハイスループット第一原理計算とその物性データの機械学習により、無機化合物における固有点欠陥の形成挙動・電子状態と様々な形態でのドーパント添加によるキャリアドーピングの有効性を、半導体としての応用に関わる種々の基礎物性と併せて俯瞰的に考察し、ワイドギャップ半導体の設計・探索の指針を構築することを最終目的として研究を推進した。本年度は、引き続き基礎物性・安定性・キャリアドーピングの予測技術の高度化を進めるとともに、特定の既知・新規物質の基礎物性と点欠陥・キャリア形成挙動の詳細な考察、ハイスループットスクリーニングの実行、予測された物質の合成と電子・光学物性評価を継続した。とくに、Ga2O3-Al2O3固溶体について、多様な局所環境における酸素空孔の形成エネルギー及び電子状態の俯瞰的な解析を行うことで、半導体合金系における点欠陥の制御指針に関する知見を得た（Applied Physics Express誌に出版）。また、キャリアドーピング限界の理解に有用である真空準位に対する価電子帯上端位置（イオン化ポテンシャル）と伝導帯下端位置（電子親和力）について、約3千種類の酸化物無極性表面を対象にハイスループット第一原理計算を行い、そのデータを用いてニューラルネットワークによる予測モデルを構築することで、イオン化ポテンシャルと電子親和力の傾向の俯瞰的な解析を行った（Journal of the American Chemical Society誌に出版）。また極性表面・ヘテロ界面のバンド位置の予測手法を開発し、典型的な半導体の極性表面・ヘテロ界面についてその有効性を確認した（Physical Review Materials誌に出版）。

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  • 絶縁体極薄膜中の新奇機能探索

    研究課題/領域番号：18H01700  2018年4月 - 2020年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    平松 秀典

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    配分額：17550000円 （ 直接経費：13500000円 、 間接経費：4050000円 ）

    本研究課題では、特徴的な結晶構造を有する電子相関の強い「絶縁体」（※絶縁体＝ギャップが開いているものすべてとする）化合物に着目し、それらの高品質な試料への高濃度キャリアドープによって、主に下記2点の新しい電子・磁気機能の発現を達成した。1. 絶縁体硫化物SrHfS3へのp型＆n型キャリアドープと緑色発光 2. ZrCuSiAs型SmFeAsOへの高濃度キャリアドープと48ケルビンの高温超伝導

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  • 新規窒化物半導体のインシリコデザインと材料創成・デバイス化への展開

    研究課題/領域番号：17H01318  2017年4月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    大場 史康, 赤松 寛文, 田中 功, 平松 秀典

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    配分額：43290000円 （ 直接経費：33300000円 、 間接経費：9990000円 ）

    高精度・多角的な第一原理計算並びに機械学習に立脚したインシリコ（計算機中）での材料設計と候補物質のスクリーニングにより、半導体として有望な窒化物を選定することを目指して研究を推進した。既知の窒化物半導体の詳細な理論検討結果に基づいて材料設計の指針を構築し、インシリコスクリーニングを実行することにより、複数の有望物質を提案した。また、バンドギャップ制御及びキャリアドーピングに関する理論予測を実験により実証した。

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  • パルスレーザー堆積法によるZrCuSiAs型化合物エピタキシャル薄膜の超伝導発現

    研究課題/領域番号：26630305  2014年4月 - 2016年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的萌芽研究

    平松 秀典

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    配分額：3900000円 （ 直接経費：3000000円 、 間接経費：900000円 ）

    本研究課題では、まず、主成分であるKの高い蒸気圧に起因して合成が非常に困難なKFe2As2薄膜成長に有効なex-situ法の開発を通じて、in-situパルスレーザー堆積法によるZrCuSiAs型化合物合成のヒントを得ることを試みた。そして、新しいex-situ手法を開発することでエピタキシャル薄膜の作製に成功した。
    この知見から、ZrCuSiAs型化合物であるSmFeAsOのin-situでの薄膜成長条件を探索し、パルスレーザー堆積法におけるin-situ成長条件を詳細に最適化することによって高蒸気圧F成分のドープに成功し、目標であった超伝導転移を示すSmFeAsO薄膜を得ることができた。

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  • 原子層制御による新しい材料機能探索

    研究課題/領域番号：25106007  2013年6月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

    太田 裕道, 平松 秀典, 片瀬 貴義, 山ノ内 路彦

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    配分額：121680000円 （ 直接経費：93600000円 、 間接経費：28080000円 ）

    原子レベルで厚さ制御された薄膜「ナノ層」を作製し、新しい材料機能の探索を行うとともに、作製した試料を他班に提供することでナノ構造情報の開拓に取り組んだ。主な結果を列挙する。1. 酸化物人工超格子で熱を電気に変換する性能をバルク比2倍の増強に成功した、2. 透明酸化物半導体薄膜の電子移動度抑制の起源を解明し、高電子移動度を実現した、3. 半導体二次元電子ガスが高い熱電変換出力因子を示すことを見出した、4. 光透過率・電気抵抗率・磁気的性質を同時に変えられる薄膜デバイスを実現した、5. 金属テープ基板上で、実用レベルに匹敵する臨界電流密度を示す鉄系超伝導薄膜を実現した。

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  • 鉄系超伝導体の高品質薄膜成長機構の解明と高性能化技術の創製

    研究課題/領域番号：25709058  2013年4月 - 2017年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(A)

    平松 秀典

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    配分額：26130000円 （ 直接経費：20100000円 、 間接経費：6030000円 ）

    4種類の励起波長を採用したパルスレーザー堆積法を用いて、BaFe2A2:Coの高品質薄膜が得られる条件を検討し、レーザーの波長が異なった場合であっても、最適な成長速度はすべて同じ0.3 nm/secで一定であることを明らかにした。さらに高い臨界温度が期待できるBaFe2As2:Pにその最適プロセスを適用し、本研究課題の目標値である臨界電流密度（Jc）10 MA/cm2にほぼ匹敵する7 MA/cm2にまでの高性能化に成功した。さらに、実際に応用に使われている金属テープ基板にも適用し、15 Tの強磁場下において最大で0.1 MA/cm2の実用レベルのJcを達成した。

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  • 鉄系超伝導薄膜を用いた薄膜線材設計指針の提案

    研究課題/領域番号：23750214  2011年 - 2012年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    平松 秀典

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    配分額：4550000円 （ 直接経費：3500000円 、 間接経費：1050000円 ）

    研究代表者が鉄系超伝導体用に独自に開発したパルスレーザー堆積法(PLD法)を用いることによって、MgOと(La,Sr)(Al,Ta)O_3の[001]-tiltバイクリスタル基板上(傾角θ_GB=3～45度)に、高品質Co添加BaFe_2As_2薄膜を作製した。そして粒界特性を明らかにするため、傾角粒界を介する部分にブリッジ構造を作製し、電流-電圧特性からその傾角粒界におけるJcを測定した。その結果、J_cは9度の粒界傾角まで1MA/cm^2以上の高い値を保持することが明らかとなった。以上の結果により、鉄系超伝導体は、面内配向度が9度以下の金属基板を使えば、高いJ_cを示す薄膜線材が実現可能であるという設計指針を提示することができた。

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