谷川研究室（光機能材料工学研究室）では、超スマート社会「Society 5.0」の実現に向け、窒化物半導体などの新材料を用いた次世代デバイスの研究を行っています．
私たちは「光を創り、機能を生み、材料を見抜く」をモットーに、理論設計から結晶成長、デバイス応用、そして独自の評価技術開発までを一貫して手掛けています．
生成AI等の先端技術もフル活用し、未来の社会を支える革新的な光機能材料の創出に挑んでいます．
光を創る。
未踏の光機能を実現する次世代の発光・演算デバイスの開発に取り組んでいます．
- 遠紫外レーザ： 人体に安全な殺菌（波長230nm）や先端半導体の検査を可能にする、小型・高効率な光源を実現します．
- 光AIアクセラレータ： シリコンの限界を超える高速・低消費電力な演算を、光集積回路によって実現し、AI時代を牽引します．
- 光量子コンピュータ： 極低温を必要としない室温動作の汎用型コンピュータの実現に向けた光回路の研究を進めています．
- 次世代ディスプレイ： AIスマートグラスやVRゴーグル向けの超高精細なマイクロLEDディスプレイの研究を行っています．
機能を生み出す。
材料の結晶構造を原子レベルで制御する独自の成長技術により、新たな光機能を発現させます ．
- 結晶軸の制御： 結晶をあえて傾けて成長させる「半極性面成長」により、高効率な発光機能を引き出します．
- 極性反転技術： 結晶の向きを裏返す「エピタキシャル極性反転」により、高効率な波長変換（第2高調波発生など）を実現し、最短波長レーザや量子光源を創り出します．
- 光の閉じ込め： 多面体構造や微小共振器、分布ブラッグ反射鏡（DBR）を用いることで、光を狭い領域に強く閉じ込め、デバイスの効率を飛躍的に高めます．
材料を見抜く。
最先端の分光・計測技術を開発し、材料やデバイスの内部を「みる」ことで本質を解明します ．
- 三次元欠陥評価： 「多光子励起PL（フォトルミネセンス）」法を用い、窒化物半導体（GaN）やダイヤモンド、SiCなどの内部にある結晶欠陥を、非破壊かつ三次元的に可視化する装置を開発しています ．
- デバイス内部電界の可視化： 変調分光法を応用し、動作中のデバイス内部の電界分布を直接観測することで、性能向上のための設計指針を得ています ．
- 新材料の探索： 酸化物半導体（Ga2O3）や強誘電体（LiNbO3）など、超スマート社会に必要な新材料の特性をいち早く見抜きます．