川原田洋研究員
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川原田洋 HIROSI KAWARADATEL : 03-5286-3391 FAX : 03-5286-3391 e-mail : kawarada@waseda.jp 川原田研究室ホームページ 1978年早稲田大学理工学部電子通信学科卒業、 1980年早稲田大学大学院修士課程電気工学専攻修了、 1980年～82年㈱日立製作所、 1983年～85年早稲田大学助手、 1985年早稲田大学大学院博士課程電気工学学専攻修了（工学博士）、 1985年早稲田大学奨励研究員、 1986年～90年大阪大学助手、 1990年～95年早稲田大学助教授、 1995年～早稲田大学教授、 2010年～早稲田大学材料技術研究所研究員 |
研究の概要
ダイヤモンド、カーボンナノチューブを利用し、ナノテクノロジーを駆使して、
高周波トランジスタ、パワートランジスタ、ナノトランジスタ、バイオセンサー、
超伝導デバイスの開発。1 研究室で先端ナノデバイスを、これだけ多角的に扱っているところは少ない。
現在注目されているカーボン系であるところも重要である。
シリコンを越える低損失パワートランジスタ、DNA、RNAの生化学反応によりタンパク質を検出する
トランジスタ、カーボンナノチューブによるLSI配線、ダイヤモンドによる透明電極が最近の話題である。
― 高速トランジスタ：ダイヤモンドの物質中最高の熱伝導率と高い絶縁破壊電界を利用した
ハイパワー高周波トランジスタを開発中。ゲート長100nm 以下のトランジスタを作製、50GHz 以上
で動作。移動体通信の基地局や航空機用レーダーのパワーアンプ等の応用が期待。
― 集積化バイオセンサー：表面修飾性に富み、液体中で安定なダイヤモンド表面の特長を生かし、
新型DNA、RNA およびプロテインチップを形成。DNA およびRNAの一塩基違いをトランジスタでは
初めて再現性よく検出。
― カーボンナノチューブ：高密度プラズマから発生する炭素ラジカルで、単層、2 層のナノチューブ
を低温で高密度、しかも1cm近く成長させる技術を世界に先駆けて開発。ナノチューブの電気伝導性と
安定性を利用し、ULSI やナノエレクトロニクスでの新しい配線技術を開拓。
― 超伝導：ダイヤモンドに高濃度のボロン（ホウ素）を導入、低抵抗の薄膜を形成し、
薄膜ダイヤモンドとしては世界初の超伝導を発現。超伝導性と半導体性の共存により、新たなデバイ
スの開発が期待。
代表論文および著書
[1] A. Kawano, H. Ishiwata, S.Iriyama, R. Okada, T. Yamaguchi, Y.Takano,
and H. Kawarada "Superconductor-to-insulator transition in boron-doped
diamond films grown using chemical vapor deposition" Phys. Rev. B Vol. 82, 085318(2010)
[2] K.Tsugawa, H. Noda, K. Hirose, and H. Kawarada "Schottky barrier heights,
carrier density, and negative electron affinity of hydrogen-terminated diamond"
Phys. Rev. B Vol. 81 045303 (2010)
[3] Y.Jingu, K. Hirama, and H. Kawarada
"Ultrashallow TiC Source/Drain Contacts in Diamond MOSFETs Formed by Hydrogenation-Last Approach"
IEEE TRANSACTION ON Electron Devices Vol. 57, No.5 966-972 (2010)
[4] S.Kuga, H. Kawarada et al., “Detection of mismatched DNA on partially negatively
charged diamond surface by optical and potentiometric methods”
, J. Am. Chem. Soc., 130,13251 (2008).
[5] T.Iwasaki, J.Robertson, H.Kawarada, “Mechanism Analysis of Interrupted Growth of
Single-Walled Carbon Nanotube Arrays”, Nano Letters, 8. 886 (2008).
[6] K.Hirama, H.Kawarada et al., “High performance p-channel diamond MOSFETs with alumina gate
insulator”, IEEE IEDM p.873 (2007).
[7] G. F. Zhong, T. Iwasaki, J. Robertson, H. Kawarada "Growth Kinetics of 0.5 cm Vertically
Aligned Single-Walled Carbon Nanotubes", J. Phys. Chem. B, 111, 8, 1907-1910 (2007)
[8] K. Ishizaka, R. Eguchi, S. Tsuda, T. Yokoya, A. Chainani, T. Kiss, T. Shimojima,
T. Togashi, S. Watanabe, CT. Chen, CQ. Zhang, Y. Takano, M. Nagao, I. Sakaguchi,
T. Takenouchi, H. Kawarada, S. Shin "Observation of a superconducting gap in boron-doped
diamond by laser-excited photoemission spectroscopy", Phys. Rev. Lett., 98, 4, 047003 (2007)
[9] D. Yokoyama, H. Kawarada et al., “Low temperature grown carbon nanotube interconnects using
inner shells by chemical mechanical polishing”, Appl. Phys. Lett., 91, 26, 263101 (2007).
[10]G. F. Zhong, T. Iwasaki, H. Kawarada "Semi-quantitative study on the fabrication of densely
packed and vertically aligned single-walled carbon nanotubes", Carbon, 44, 10, 2009-2014 (2006)
[11]G. J. Zhang, K. S. Song, Y. Nakamura, T. Funatsu, I. Ohdomari, H. Kawarada "DNA Micropatterning
on Polycrystalline Diamond via One?Step Direct Amination", Langmuir, 22, 3728-3734 (2006)
[12] K. S. Song, H. Kawarada et al., “Label-free DNA sensors using diamond FETs”,
Phys. Rev. E, 74, 041919 (2006).
[13] T. Yokoya, H.Kawarada, et al., “Origin of the metallic properties of heavily boron-doped
superconducting diamond”, Nature, 438, 647-650 (2005).
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| DNA/RNAトランジスタでのタンパク質の検出 | カーボンナノチューブによるLSI配線 |