<일본시장보고서> 차세대 고기능 재료 동향 ~양자기능재료~(한국어판)
A4 29p/ 2020년 7월 9일 발간(Yano E-plus 2020년 5월호 게재내용 발췌)
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게재내용
1. 양자기능재료란
2. 특이한 거동을 하는 양자기능
2-1. 초전도
2-2. 양자구속구조
2-3. 강상관 전자계
2-4. 양자수송
3. 주목되는 차세대 양자기능재료
3-1. 초전도 재료
3-2. 양자구속 구조재료
3-3. 강상관 전자계 재료
3-4. 양자수송재료
4. 차세대 양자기능재료의 시장규모 예측
(그림ㆍ표1) 차세대 양자기능재료의 일본 국내 및 세계 시장규모 예측(금액: 2020~2040년 예측)
5. 차세대 양자기능재료에 관련된 기업・연구기관의 대응 동향
5-1. 국립대학법인 오사카대학(大阪大学)
(1) 고효율・소형의 파장변환형 미답 파장 광원의 개발
(2) 와이드갭 반도체를 이용한 양자광원의 개발
(3) 광원・광도파로 집적형 시스템의 개발
5-2. 국립대학법인 교토대학(京都大学)
(1) 제1원리 열역학 계산법의 개발과 응용
(그림1) 제1원리 열역학 계산에 의한 ZnO-MgO 유사 2원계 상태도
(2) 제1원리계산에 기반한 머티리얼즈 인포매틱스의 전개
(그림2) 제1원리 계산에 근거한 머티리얼즈 인포매틱스 모식도
(3) 세라믹스 재료 중의 국소양자구조와 기능 9
(그림3) ZnO 대응 입계의 원자구조 계산결과(상단 좌측)과 고분해능 투과형 전자현미경 상(하단)
5-3. 국립대학법인 지바대학(千葉大学)
(1) 할로겐화물 페로브스카이트
(그림4) (좌)할로겐화물 페로브스카이트 구조, (중)CH3NH3PbBr3 단결정, (우)레이저 냉각원리 모식도
(2) 2차원 단층물질인 쿨롱 엔지니어링
(그림5) (좌)주위의 유전율이 다른 경우의 포텐셜 에너지 차이, (우)광흡수 에너지의 주위 유전율에 대한 의존성
5-4. 국립대학법인 쓰쿠바대학(筑波大学)
(1) 양자효과를 활용한 혁신적 디바이스의 연구
(그림6) 양자효과에 의해 전자의 흐름을 일방통행으로 한 디바이스
(2) 양자센싱과 양자컴퓨팅
(그림7) 다이아몬드 NY 중심의 ESR 측정결과
(3) 전이금속 다이칼코게나이드 전계효과 트랜지스터
(그림8) MoS2의 구조와 브릴루앙 영역, 밴드갭의 상태
(그림9) MoS2를 h-BN 사이에 끼워 만들어진 환경의 교란을 잘 받지 않는 FET
5-5. 국립대학법인 도쿄공업대학(東京工業大学)
5-6. 국립대학법인 도쿄대학(東京大学)
5-7. 국립대학법인 히로시마대학(広島大学)
(1) 보텀업 접근법(Bottom-up Approach)
(그림10) 원자・분자를 1개씩 조작하는 모습을 묘사한 모식도
(2) 원자 및 분자를 관찰・제어하는 수단
(그림11) STM의 원리
(그림12) STM으로 관찰한 실리콘 웨이퍼 표면의 수소원자 상
(3) 자기조직화
(그림13) 유기분자의 자기조직화 사례
5-8. 국립연구개발법인 물질재료연구기구(NIMS)
(그림14) MI 연구에서 사용되는 블랙박스 최적화 방법의 절차
(그림15) QA를 활용한 MI 신방법의 콘셉트
(그림16) QA를 사용한 MI 방법의 방사냉각용 메타머티리얼 개발에 적용한 사례
(그림17) 탐색결과와 계산에 필요한 시간 비교
5-9. 국립대학법인 요코하마국립대학(横浜国立大学)
(1) 여러 층의 원자로 이루어진 층상 반도체를 사용한 전자 디바이스
(그림18) 제작한 층상 반도체 소자의 광학현미경 사진
(2) 양자역학으로 작동하는 새로운 초전도 디바이스 24
5-10. 국립연구개발법인 양자과학기술연구개발기구(QST)
(1) 스핀트로닉스 디바이스의 개발
(그림19) (좌)기존의 그래핀/자성재료 적층재료, (우)그래핀/호이슬러 합금 적층재료
(그림20) (좌)그래핀/호이슬러 합금 적층구조에서 호이슬러 합금에 함유된 Co원자와 Fe원자의
자기모멘트 표면에서의 깊이에 따른 변화, (우)각 깊이에서 호이슬러 합금의 스핀 편극률
(2) 다이아몬드 NV 중심에 의한 양자센싱
(그림21) 다이아몬드 NV 중심의 모식도
(그림22) 다이아몬드 NV 중심의 형성방법
(3) 다이아몬드 NV 중심 제작법으로서의 양자빔 기술
(그림23) 양자빔에 의한 다이아몬드 NV 중심의 제작방법
(그림24) 다이아몬드의 타입과 형성되는 NV 중심
(상)불순물로서 N을 일정량 함유한 다이아몬드 (하)고순도 다이아몬드
6. 차세대 양자기능재료의 장래 전망
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