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牧本俊樹 教授 Toshiki, Makimoto
電気・情報生命工学科/電気・情報生命専攻

牧本俊樹 教授 Toshiki, Makimoto

略歴
1985年 東京大学大学院工学系研究科電子工学専攻修士課程修了後、日本電信電話株式会社(NTT)武蔵野電気通信研究所に入社。1993年に工学博士取得後、カリフォルニア大学サンタバーバラ校客員研究員、NTT基礎研究所・研究推進担当課長、NTT物性科学基礎研究所・特別研究員、研究グループリーダー、機能物質科学研究部長、物性科学基礎研究所長を経て2013年4月から現職。

主な担当科目
半導体工学特論、磁性と超伝導

電気・電子機器を駆動するLSI(Large Scale Integration;大規模集積回路)は、扱いやすさやコストの面から、シリコン(Si)半導体が主流です。一方で、さまざまな発光色をもつLED(Light Emitting Diode;発光ダイオード)や、大型薄型ディスプレイ、太陽電池など、近年急激に発展してきた分野では、化合物半導体※の存在が欠かせません。この化合物半導体の特性を引き出し、私たちの生活に身近なデバイスへと導くことを目指して研究を進めているのが、2013年4月から電気・情報生命工学科に着任された牧本俊樹教授です。

※化合物半導体:複数の元素を材料にしている半導体のこと。元素の組み合わせ方によって新しい特性を引き出すことが出来る。Si半導体に比べて扱いが難しく高価であるが、高速・低電圧駆動、光応答性などの優れた特性を持つ。

化合物半導体の時代がくる?

企業でSi半導体デバイスの開発・製造ひとすじだった父の影響を受け、大学では電子工学科を選びました。当時私は、「今はSi半導体がデバイスの主力でも、今後近いうちに、より良い半導体材料へと換わっていくに違いない」と生意気にも思っていましたので、卒業研究ではインジウムリン(InP)、修士研究ではヒ化ガリウム(GaAs)という、化合物半導体の特性評価に取り組みました。実は、この分野では基礎中の基礎である電磁気学が苦手で、悪戦苦闘の研究生活でした。しかしながら「難しいからこそ克服することに価値がある」、と自らに言い聞かせて取り組むうちに、自分なりのアイデアを出せるようになり、研究というものを次第に面白いと思うようになりました。

私が修士課程を修了した1985年頃は、今よりも博士課程進学への敷居が高く、一方で多くの企業がまだ自前で基礎研究所を持っていた時代でした。ですから私は、博士課程への進学ではなく、半導体の研究が続けられる企業を進路先として選ぶことにしました。一番に思いついたのは、父が勤めていた企業でしたが、まったく同じ道をたどることには抵抗があり、かといって他の半導体デバイスメーカーへ行く気にもなれませんでした。そこで、敢えてデバイスメーカー以外で(半導体技術の基礎となる)物理分野に強い企業ということで、ちょうど民営化したばかりの日本電信電話株式会社(NTT)に第1期生として入社しました。

大切な経験を積んだ30代、若手研究者時代

NTTに入りしばらくして、NTTのLSI研究所でトランジスタ※の作製技術を学ぶ機会に恵まれました。学生時代に化合物半導体を扱っていたものの、トランジスタを作製したことがありませんでしたので、非常に貴重な経験となりました。また、この時に出会ったメンバーとは、15年ほど後に窒化ガリウム(GaN)基板の実用化・販売の際、再び一緒に仕事をすることとなり、今思えば人的ネットワークの構築にも役立っていたのだと実感しています。

※トランジスタ:半導体デバイスのひとつで、電流を増幅させる機能をもつ。この発明によりコンピュータの小型化が飛躍的に進んだ。発明者たちは1956年にノーベル物理学賞を受賞。

量子計測の例
図1 カリフォルニア大学サンタバーバラ校での研修時代

カリフォルニア大学サンタバーバラ校での1年間の研修も私にとって貴重な財産です。異種の化合物半導体を接合して高速動作・高効率発光させる「半導体ヘテロ接合」技術を発明したHerbert Kroemer教授の研究室に受け入れていただきました。Kroemer先生からは、(どれだけ上の立場になろうとも)自分で作製・測定・分析する「現場主義」の行動指針を教わりました。また、このときの実験結果はKroemer先生との共著で論文として発表することができ、2000年に先生がノーベル物理学賞を受賞されたときは、ノーベル賞学者と自分の名前が並んだ論文を発表できたことを、誇らしく思いました。