粟野 祐二 (アワノ ユウジ)

Awano, Yuji

写真a

所属(所属キャンパス)

理工学部 電子工学科 (矢上)

職名

教授

メールアドレス

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総合紹介 【 表示 / 非表示

  • カーボンナノチューブやグラフェン、有機ナノ材料など、Emerging Research材料を用い、将来のIT・エネルギー・フレキシブルエレクトロニクスを目指したEmerging Researchデバイスの研究を行います。実験のみならずシミュレーション技術を駆使し、市場ニーズに立脚したナノエレクトロニクス研究を行い、将来のユビキタス・グリーンIT社会の実現を目指します。

その他の所属・職名 【 表示 / 非表示

  • 理工学部事務室, 先端科学技術研究センター, 副所長

経歴 【 表示 / 非表示

  • 1979年04月
    -
    1985年03月

    工業技術院 電子技術総合研究所 , 電子デバイス部 , 実習生

  • 1985年04月
    -
    2009年03月

    ㈱富士通研究所, 化合物半導体部門、電子デバイス部門、ナノテクノロジー研究センター, 主席研究員(2009年)

  • 1991年05月
    -
    1992年11月

    マサチューセッツ工科大学 , 電子工学研究所 兼 リンカーン研究所, 客員研究員

  • 2009年03月
    -
    継続中

    慶應義塾大学, 理工学部, 教授

  • 2010年04月
    -
    2011年03月

    名古屋大学 , エコトピア科学研究所, 非常勤講師

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学歴 【 表示 / 非表示

  • 1980年03月

    明治大学, 工学部, 電子通信工学科

    大学, 卒業

  • 1983年03月

    明治大学, 工学研究科, 電気工学専攻

    大学院, 修了, 修士

  • 1985年03月

    明治大学, 工学研究科, 電気工学専攻

    大学院, 修了, 博士

学位 【 表示 / 非表示

  • 工学博士, 明治大学, 課程, 1985年03月

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • 電子デバイス・電子機器 (Electronic Device/Electronic Equipment)

  • ナノマイクロシステム (マイクロ・ナノデバイス)

  • ナノバイオサイエンス (ナノ材料・ナノバイオサイエンス)

  • 計算科学

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • ナノエレクトロニクス

  • カーボンナノチューブ

  • フレキシブルエレクトロニクス/プリンテッドエレクトロニクス

  • フォノンエンジニアリング

研究テーマ 【 表示 / 非表示

  • ナノスケール・サーマルマネジメントの基盤技術, 

    2017年04月
    -
    継続中

  • カーボンナノ高密度膜の密度および伝熱特性測定に関する国際標準化, 

    2017年04月
    -
    継続中

  • 半導体ナノデバイス内の電子とフォノン輸送現象のセルフコンシステント・モンテカルロ解析とフォノンエンジニアリング, 

    2011年04月
    -
    継続中

  • 有機半導体薄膜の合成とフレキシブルエレクトロニクス応用, 

    2010年04月
    -
    継続中

  • グラフェンの合成と電子デバイス応用、グラフェンのLSI配線応用, 

    2008年04月
    -
    継続中

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著書 【 表示 / 非表示

  • Multilayer graphene grown from amorphous carbon solid source by high-temperature annealing using nitrogen heat-beam method

    粟野 祐二, International Winterschool on Electronic Properties of Novel Materials, 2017年03月

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    Multilayer graphene (MLG) is expected to replace Cu as an LSI interconnect material. However, growing large-area and high-quality MLG using an LSI-compatible process is challenging, mainly due to the temperature limitation of LSI fabrication. Recently, Sato et al. [1] reported that the growth of MLG from amorphous carbon (a-C) with a catalytic metal thin lm by annealing has two advantages: (i) using a-C pre-patterning makes the process for MLG patterning LSI compatible and (ii) the number of layers can be controlled by adjusting the a-C lm thickness. Our recently developed heat-beam (HB) annealing method [2] enables high process throughput due to the larger diameter of the heat beam compared to a laser beam used for annealing, enables high controllability of the annealing temperature and time, and produces higher temperatures in the near-surface region only, so the temperature of the substrate is lower than that of the HB. We succeeded in growing MLG by using the HB method and investigated different a-C solid sources.

  • カーボンナノチューブ・グラフェンの応用研究最前線

    粟野 祐二, エヌ・ティー・エス, 2016年09月

    担当範囲: 2章4節 伝熱材料技術

     概要を見る

    本節では、熱伝導特性に優れ、機械的コンプライアンスが高く、異方性の大きなナノカーボン材料によるThermal Management研究の現状について紹介する。

  • 先端LSI技術大系

    粟野 祐二, グローバルネット株式会社, 2012年12月

  • International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS)

    ESIA, JEITA, KSIA, TSIA, SIA, 2012年12月

    担当範囲: Emerging Research Materials(ERM), Emerging Research Devices(ERD)

  • Advanced Interconnects for ULSI Technology

    AWANO Yuji/BAKLANOV Mikhail R/HO Paul SS/ZSCHECH Ehrenfried/NIHEI Mizuhisa/SATO Motonobu/SATO Shintaro/, John Wiley & Sons, 2012年02月

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論文 【 表示 / 非表示

  • IEC TS 62607-5-2: Nanomanufacturing – Key control characteristics: Thin-film organic/nano electronic devices – Measuring Alternating Current characteristics

    Yuji Awano, Kei Noda

    IEC Standard (New Work Item Proposal) 2016年03月

    研究論文(学術雑誌), 共著, 査読有り

  • 巻頭言「フォノンエンジニアリングの現状と展望」

    粟野 祐二/

    応用物理学会 応用電子物性分科会研究会 2015年11月

    研究論文(研究会,シンポジウム資料等), 単著, 査読無し

  • Graphene modulation channel-width field effect transistors enabling high carrier velocity acceleration and bandgap introduction

    粟野 祐二

    APPLIED PHYSICS EXPRESS 8 ( 11 ) 481 - 487 2015年11月

    研究論文(学術雑誌), 共著, 査読有り,  ISSN  1882-0778

  • Line width dependence of transport properties in graphene nanoribbon interconnects with real space edge roughness determined by Monte Carlo method

    粟野 祐二

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 54 ( 5 )  2015年05月

    研究論文(学術雑誌), 共著, 査読有り,  ISSN  0021-4922

  • Ultralow contact resistivity in annealed titanium edge contacts for multilayered graphene

    Ito, Kazuyuki, Ogata, Takamasa, Sakai, Tadashi, Awano, Yuji

    APPLIED PHYSICS EXPRESS 9 ( 2 )  2015年01月

    研究論文(学術雑誌), 共著, 査読有り,  ISSN  1882-0778

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総説・解説等 【 表示 / 非表示

  • 電子輸送とフォノン輸送のセルフコンシステント・シミュレーション技術およびナノカーボン材料の放熱応用

    粟野 祐二

    化学工学誌 (化学工学会)  80 ( 9 ) 563 - 565 2016年09月

    総説・解説(学術雑誌), 単著

     概要を見る

    本論文では、電子とフォノンの挙動を同時に扱うことのできる高精度デバイスシミュレーション技術(特性予測設計ツール)について紹介した。初めてこのような取り扱いができるセルフコンシステント・モンテカルロ・シミュレーション技法を開発し、GaN HEMTの特性予測に利用した。この方法はトランジスタのみならず光デバイスやセンサー、配線にも適用でき、熱伝導・断熱、蓄熱、熱変換技術など多方面に渡る応用も期待される。今後、定量的な実験比較や物理モデルの高度化が期待される。また高熱伝導率ナノカーボン材料を用いたデバイス放熱実装技術についても紹介した。フォノンの制御研究はまだ緒に就いたばかりであり、その基礎となる新しい材料科学、フォノン輸送理論・シミュレーション、ナノスケール熱計測や、それらによる革新的デバイスなど、分野横断的な取り組みが必要である。世界的に見るとこの分野の国際会議セッションが増える中、日本でも今秋の応用物理学会全国大会から合同セッション『フォノンエンジニアリング』が設置される。化学工学の視点から多くのアプローチが行われることを期待している。

研究発表 【 表示 / 非表示

  • 局所的なフォノン分布を考慮した擬Self-consistentモンテカルロ法によるナノスケール GaN-HEMTの高周波特性解析

    伊藤 直人,粟野 祐二

    第64回応用物理学会春季学術講演会 (パシフィコ横浜、神奈川) , 2017年03月, 口頭(一般), 応用物理学会

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    電子とフォノン輸送を同時に扱えるデバイス・シミュレーション技術の実現を目指し、擬Self-consistentモンテカルロモデルを用いてGaN-HEMTの高周波特性解析を行った。高周波性能(fT)を予測したところ、Lg=100 nmでは実験値よりも若干高い値となったが、良い定量性を示した。これにより高周波パワーデバイスへの適用可能性を示せた。局所加熱現象が、fTを低下させることが分かった。そしてその効果は短ゲートほど大きく、これは短ゲートほど電子がhotになりやすく、局所加熱も起きやすいためと考えられる。

  • Ab-initio studies on edge roughness and edge termination effects on electronic properties of graphene nanoribbon interconnects for future LSIs

    粟野 祐二

    31th International Winterschool on Electronic Properties of Novel Materials (Kirchberg in Tirol, Austria) , 2017年03月, International Winterschool on Electronic Properties of Novel Materials

     概要を見る

    Graphene nanoribbons (GNRs) have attracted attention as a promising material to replace Cu in the next generation of LSIs because of their high electron mobility and high electromigration tolerance. However, with the minimum feature size of LSI interconnects becoming smaller, manufacturing variants, such as edge roughness, cannot be avoided. In this poster, we present the electronic structures and electron transmission properties of zigzag-type-edge GNRs (ZGNRs) with an artificial edge roughness and edge termination by using ab-initio calculations with the non-equilibrium Green's function (NEGF).

  • Ultralow contact resistivity in layer-number-defined multilayer graphene for future LSI interconnects

    粟野 祐二

    31th International Winterschool on Electronic Properties of Novel Materials (Kirchberg in Tirol, Austria) , 2017年03月, 口頭(一般), International Winterschool on Electronic Properties of Novel Materials

     概要を見る

    Multilayer graphene (MLG) is attractive for future LSI interconnects because of its extremely low resistivity. Realization of low-resistance MLG interconnects requires that metal/graphene contact resistivity be low. Problems with uniformity and with controlling the number of layers of wafer-scale chemical-vapor-deposited MLG affect the accuracy of electrical and contact resistivity measurements using the transfer line method. We obtained more reliable measurements by using ten defined layers of stacked single-layer graphene film formed individually using a transfer process as a measurement sample. This reduced the contact resistivity and suppressed the variation, resulting in more reliable data. We fabricated both top and end (or edge) contact configurations. The minimum contact resistivity we obtained reached about 2E-7 -cm2 for the Palladium top contact. To the best of our knowledge, this is the lowest value ever reported for a top contact with pristine MLG.

  • 電子輸送とフォノン輸送のセルフコンシステント・シミュレーション技術およびナノカーボン材料の放熱応用 ~局所的なフォノン分布を考慮した擬Self-consistent モンテカルロ法によるナノスケールGaN-HEMTの 電気的及び熱的特性解析

    粟野 祐二

    日本学術振興会「先端ナノデバイス・材料テクノロジー第151委員会」 平成28年度 第6回研究会「フォノンエンジニアリングの物理と応用」 (理化学研究所) , 2017年01月, 口頭(招待・特別), 日本学術振興会

     概要を見る

    高度化したQuasi-self-consistent Monte Carlo simulationを用い、ナノスケールGaN-HEMTの電気的、熱的特性の解析を行い、高いオン電流領域で局所過熱現象に起因するドレイン電流ー電圧特性の負性抵抗現象の再現に成功、チャネル内ピーク温度は室温より130℃高い430℃を確認。またこのピーク温度は消費電力に比例し、その傾きは基板のGaNの熱抵抗率に近い値となった。本モデルによって、GaN HEMTの電流ー電圧特性やチャネル内温度分布に関して、現実的な計算時間での解析が初めて可能となった。ナノスケールの熱制御によって、新しい熱伝導・断熱、蓄熱、熱変換技術など、多方面に渡る大きな広がりが期待される。一方、フォノン輸送や材料・構造などによるフォノン制御の研究はまだ緒に就いたばかりであり、その基礎となる新しい材料科学、フォノン輸送理論・シミュレーション、 ナノスケール熱計測やそれらによる革新的デバイスなど、分野横断的な取り組みが必要と言える。

  • グラフェンのLSI配線応用のための材料・デバイス・シミュレーション技術

    粟野 祐二

    第17回 慶應科学技術展 (東京国際フォーラム) , 2016年12月, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等, 慶應義塾大学

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    ナノカーボン材料の一つであるグラフェンという新素材を用いたLSI配線応用のt目の材料・デバイス技術に関する最新の研究について紹介します。

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競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 【経産省・三菱総研】カーボンナノ高密度膜の密度および伝熱特性測定に関する国際標準化

    2017年04月
    -
    2018年02月

    経産省・三菱総研, 平成29年度省エネルギーに関する国際標準の獲得・普及促進事業委託費(省エネルギー等国際標準開発(国際電気標準分野)), 受託研究,  代表

  • 【経産省・NEDO・東芝プロジェクト】 ナノカーボン材料の配線適用における理論的研究

    2015年04月
    -
    2016年03月

    受託研究,  分担

  • 【経産省・三菱総研】有機半導体薄膜に関する国際標準化

    2015年04月
    -
    2016年03月

    経済産業省, エネルギー使用合理化国際標準化推進事業委託費, 受託研究,  代表

  • 【経産省】有機半導体薄膜に関する国際標準化

    2014年05月
    -
    2015年03月

    経済産業省, エネルギー使用合理化国際標準化推進事業委託費, 受託研究,  代表

  • 有機トランジスタにおけるコンタクト電極構造の最適化

    2013年02月
    -
    2013年03月

    京都大学、慶應義塾大学、産業技術総合研究所, ナノテクノロジープラットフォーム 平成24年度 研究設備の試行的利用, 受託研究,  代表

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Works 【 表示 / 非表示

  • CNTとグラフェン合成 新型熱CVD法で 慶大

    日刊工業新聞, 

    2013年03月
    -
    継続中

    その他, 単独

  • 若手育成、産学の懸け橋に カーボン材料

    日刊工業新聞, 

    2011年10月
    -
    継続中

    その他, 単独

  • 社会に目向けて

    日刊工業新聞, 

    2011年10月
    -
    継続中

    その他, 単独

  • 新素材カーボンナノチューブが未来を変える(サイエンスZERO)

    粟野祐二

    NHK, 

    2003年09月
    -
    継続中

    その他, 共同

  • シリコンの限界を炭素で超えろ

    粟野祐二

    別冊日経サイエンス138「ここまで来たナノテク」, 

    2002年10月
    -
    継続中

    その他, 単独

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知的財産権等 【 表示 / 非表示

  • カーボンナノチューブ系材料の先端部形成方法

    特願: 特願2008-154330  2008年06月 

    特開: 特開2009-298640  2009年12月 

    特許, 共同

  • 半導体装置の製造方法、半導体装置および配線構造体

    特願: 特願2008-001670  2008年01月 

    特開: 特開2009-164432  2009年07月 

    特許, 共同

  • 半導体装置および半導体装置の製造方法

    特願: 特願2007-283172  2007年10月 

    特開: 特開2009-111231  2009年05月 

    特許, 共同

  • 配線構造及びその形成方法

    特願: 特願2007-089011  2007年03月 

    特開: 特開2008-251701  2008年10月 

    特許, 共同

  • 機械加工装置およびその製造方法

    特願: 特願2007-086824  2007年03月 

    特開: 特開2008-238388  2008年10月 

    特許, 共同, 国内出願

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受賞 【 表示 / 非表示

  • IEC1906賞

    2015年07月, 国際電気標準会議, Expert of IEC TC113, nanotechnology standardization for electrical and electronic products and systems

     説明を見る

    Expert of IEC TC113, nanotechnology standardization for electrical and electronic products and systems

  • 応用物理学会フェロー

    粟野祐二, 2014年09月, 応用物理学会, カーボンナノチューブと化合物半導体の電子デバイス応用の研究

  • 応用物理学会フェロー

    粟野祐二, 2014年09月, 応用物理学会, カーボンナノチューブと化合物半導体の電子デバイス応用の研究

    受賞区分: 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • IEEE SISPAD Best Poster Award

    Misawa Taichi, Oki Shusuke, Awano Yuji, 2013年09月, IEEE, Quasi Self-consistent Monte Carlo Particle Simulations of Local Heating Properties in Nano-scale Gallium Nitride FETs

  • 応用物理学会論文賞(JJAP論文賞)

    粟野祐二, 2007年08月, 応用物理学会, カーボンナノチューブのLSI配線応用の研究

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担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • 電気電子工学輪講

    2019年度

  • 総合デザイン工学課題研究

    2019年度

  • 総合デザイン工学特別研究第2

    2019年度

  • 総合デザイン工学特別研究第1

    2019年度

  • 卒業研究

    2019年度

担当経験のある授業科目 【 表示 / 非表示

  • ナノエレクトロニクス

    慶應義塾, 2017年度, 春学期, 専門科目, 講義

  • 電気電子材料

    慶應義塾, 2017年度, 秋学期, 専門科目, 講義

  • 電子物理学

    慶應義塾, 2017年度, 秋学期, 専門科目, 講義

  • 電気電子工学実験

    慶應義塾, 2016年度, 秋学期, 専門科目, 実習・実験, 専任

  • 電気電子材料

    慶應義塾, 2016年度, 秋学期, 専門科目, 講義, 専任, 1時間

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社会活動 【 表示 / 非表示

  • 国際電気標準会議(IEC)/ナノエレクトロニクス技術委員会(TC113)/グラフェンおよびカーボンナノチューブ関連材料ワーキンググループ(WG8)主査(コンビナー)

    2014年11月
    -
    継続中
  • 国際電気標準会議(IEC)/ナノエレクトロニクス技術委員会(TC113)/議長諮問委員会(CAG)委員

    2010年
    -
    継続中
  • 経産省/日本工業標準調査会(JISC)/国際電気標準会議(IEC)/ナノエレクトロニクス技術委員会(TC113)/国内審議委員会委員長

    2010年
    -
    継続中
  • 経産省/日本工業標準調査会(JISC)/国際電気標準会議(IEC)/リンテッドエレクトロニクス技術委員会(TC119)/国内審議委員会委員 (TC119:プリンテッドエレクトロニクス)

    2011年
    -
    継続中
  • 経産省/日本工業標準調査会(JISC)/国際標準化機構(ISO)/ナノテクノロジー技術委員会(TC229)国内審議委員会委員 (TC229:ナノテクノロジー) 

    2010年
    -
    継続中

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所属学協会 【 表示 / 非表示

  • 応用物理学会, 

    1983年02月
    -
    継続中

委員歴 【 表示 / 非表示

  • 2014年11月
    -
    2017年11月

    TC113 WG8, コンベナー (TC113:ナノエレクトロニクス, WG8:グラフェン、カーボンナノチューブ関連技術), 国際電気標準会議(IEC)

  • 2010年
    -
    継続中

    議長諮問会議・委員, 国際電気標準会議(IEC)

  • 2010年
    -
    継続中

    国際電気標準会議IEC TC113, 国内審議委員会・委員長 (TC113:ナノエレクトロニクス), 経産省 日本工業標準調査会(JISC) 

  • 2010年
    -
    継続中

    国際標準化機構ISO TC229, 国内審議委員会・委員 (TC229:ナノテクノロジー), 経産省 日本工業標準調査会(JISC)

  • 2011年
    -
    継続中

    国際電気標準会議 IEC TC119,国内審議委員会・委員 (TC119:プリンテッドエレクトロニクス), 経産省 日本工業標準調査会(JISC)

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