電波と光の中間の性質を持つテラヘルツ帯に至るまでの超高周波集積回路を用いたデバイスと、それを用いたセンサーや通信システムの研究を行っています。量産に適したシリコンCMOS集積回路により超高周波デバイスを作ることで、革新的な性能を持つデバイスを誰でも簡単に使えるようにします。2020年に始まった第5世代通信（いわゆる5G）に続く第6世代（6G）には、テラヘルツ帯を使った300GHz帯の無線通信が期待されています。2019年には、300GHz帯を用いた毎秒80ギガビットの無線通信が可能なワンチップCMOSトランシーバーを世界に先駆けて実現しました。
　革新的なデバイスの実現は、それを構成する要素回路を改良していく地道な作業の積み重ねです。過去に使われた技術が本当に最善の方法とは限りません。基礎理論や物理法則に立ち返り、なぜそうするのかを考え、デバイスを形にし、評価することで革新的な性能を実現していきます。

当研究室は高周波集積回路の設計や測定に関係する研究に取り組んでいます．最近は回路シミュレータや電磁界シミュレータの発達が著しく，シミュレータで試行錯誤して設計するということが現場では増えているかもしれませんが，我々は理論も大事にしながらなるべく長く使える成果を出すことを目指しています．
　回路設計論の研究では，主にミリ波という非常に高い周波数で動作する回路の研究をしています．高周波では測定も一筋縄ではいきません．問題の数学的構造上，きれいには答えが出てこないようになっていることもあり，あらかじめ理論的・定性的にわかっている情報を使いながらもっともらしい推定値を出すといった極めて工学的なアプローチも要求されます．

広島大学ナノデバイス研究所は、半導体・ナノテクノロジーを基盤として、異分野融合による医療やエネルギー分野のイノベーション創出と新学術領域を創成することをその設置目的としている。国内最大級のスーパークリーンルーム2棟（クリーンルーム床面積：830 m2）を有し、クラス10のクリーンルーム環境に加え、高純度ガス・超純水供給設備をもち、国内随一の極めて信頼性の高い半導体デバイスを試作することが可能である。システム領域の研究としてAI・IoT, Beyond 6G高速通信などの研究開発も進めている。全国規模の研究開発拠点であり、１．文部科学大臣認定 共同利用・共同研究拠点「生体医歯工学共同研究拠点」、２．文部科学省ARIMマテリアル先端リサーチインフラ拠点、３．経済産業省J-Innovation HUB 地域オープンイノベーション拠点[国際展開型]に採択されている。

現在，コンピュータやスマートフォンなどで使用される電子デバイスのトランジスタの加工サイズは小さくなり，数10ナノメートルのレベルまで到達しています．ナノメートルは100万分の1ミリメートル（10^-9ｍ）です．
　本研究室では，ナノテクノロジーの研究を進めています．ナノテクノロジーは，ナノメートルサイズの材料を作製・加工し，それらの物性を利用する技術です．特に，「表面科学」，「自己組織化」，「ナノ材料」をキーワードとして，将来の電子デバイスのためのナノテクノロジーおよびナノサイエンスの研究をしています．このような研究を通して，電子デバイスに限らずに幅広い分野の技術開発に取り組める学生の育成を目指しています．

[1-2]（角屋教授）
[１]医薬品開発など様々な場面での応用が期待されているテラヘルツ帯電磁波の発生検出素子を開発している．
[２]実在物質では実現できない波動伝搬制御が可能になるメタ表面に関して，基本理論と実デバイスの両面から研究を進めている．
[3-5] 量子光学・量子情報処理の研究（ホフマン教授）
光子のレベルで，光は古典的な限界を超える量子的性質を示す．この様な光の非古典的な性質を用いて，様々な先端的な量子情報技術を実現できる．量子情報の可能性を理解するため、理論知識は不可欠である.本研究では、ヒルベルト空間の数学を用いて測定統計や量子状態の制御を解析し、最近の量子技術の動作原理を明らかにしている。
[3] もつれ合い状態の非局所的な量子相関の研究: 2つの量子系の間は、局所的な状態では説明できないほどの強い相関可能である。このような相関関係を持つ量子状態を「もつれた状態」という。もつれ合い状態の性質と応用を理論的に調べる．
[4] 量子測定の研究: 不確定性原理により、量子状態は測定統計しか示していない。本研究では、測定の不確定性限界を調べる、最適な量子系を制御する方法を検討する。
[5] 多光子干渉の解析: 多光子状態には量子相関があるため、これを利用して干渉計で非常に高い位相精度を実現できる。本研究では、干渉効果の光子統計を調べる、位相依存性を解析する。
[6] (富永准教授)
世界的に比較的新しいビスマス系III-V族半導体半金属混晶の結晶成長を基軸に、光学・テラヘルツデバイスの開発に取り組んでいます。バイオミネラリゼーション分野との融合を目指した、細菌に化合物半導体を結晶成長させる技術の開拓にも挑戦しています。

半導体や金属等からなるナノメータスケールの微小系では，電子は粒子性と波動性を併せ持った不思議な振る舞いを示します．また，光もナノサイズの構造によって大きな影響を受け，強く散乱されたり，逆に閉じ込められたりします．特に，周期的なナノ構造中の光には，結晶中の電子と同様のバンド構造が現れます．当研究室では，このような微小系の中の電子と光が生み出す量子物性について，理論的な研究を進めています．トンネル効果や超伝導に代表される量子効果，及び，周期構造中の波動に現れるトポロジカルなバンド構造に関する理解を窮め，新しい動作原理に基づく機能デバイスを探求し，その実現を目指します．

私たちは未来社会を支える半導体デバイスとその作製プロセスに関する研究をしています。電子工学を基礎とした独自技術の提案により、新たな価値の創出を目指しています。
1万度以上の超高温高密度の熱流を噴出する大気圧熱プラズマジェットを基軸に、革新的なプラズマ技術の研究とそれに伴い達成することができる電子デバイス作製プロセスの新展開の研究を推進しています。
　また、水によるメニスカス力を用いて薄い単結晶シリコン層をペットボトルに使われているペット基板に転写する技術を開発しました。この技術により曲がる電子回路の作製に成功し、世界最高性能のフレキシブルMOSトランジスタやCMOSインバーター動作の取得を達成しています。
　半導体を中心とした、新たな価値の創造、社会を支えるモノづくり、皆さんと一緒に未来を拓きましょう。