采访了研究生院尖端物质科学学科　量子物质科学专业  量子光学物性研究室　富永依里子（Tominaga Yoriko）助教

采访了。（采访：宣传小组  2014.1.8）

序言

富永副教授专门研究半导体薄膜的结晶生长。在2010年她还是学生的时候，发现了有可能用于光通信大容量化所需要的半导体激光新材料。她的这一发现得到了很高的评价，因此获得了“欧莱雅─联合国教科文组织世界杰出女科学家日本成就奖”。另外，最近她还获得了第七届广岛大学杰出女科学家成就奖（※）。
我采访了活跃在半导体领域年轻的富永老师，请她介绍了重视研究乐趣的方式。

（※）本校为了进一步推进女科学家支持事业，提高女科学家的研究积极性而颁发的奖项。
○研究项目名称：基于稀释铋元素的III-V族半导体混合晶体的能带结构的分析

“太赫兹波”是一个大家不大熟悉的专业词汇。您能不能给我们介绍一下？

“太赫兹波”是10的12次方，太拉频率的电磁波。电磁波中，收音机和电视机使用的“电波”属于低频率带，可视光及X光等的“光”属于高频率带，这些都是很早以前就开始研究，相当实用化了。太赫兹波位于“电波”和“光”之间。以前由于太赫兹波的发生检测，在技术上非常有难度，因此长期以来一直没被应用。但是，从15至20年前起，随着发生电磁波的半导体技术的发展，世界各地广泛开展了这项研究。

一般来说，物质是化学结合，原子与原子之间有固有的振动。明显出现这固有振动的领域之一就是太赫兹波段，可以知道经过振动，物质中发生了怎样的结合。比如，以前要知道物质中含有什么成分，需要将物质粉碎成粉末。但是如果使用了太赫兹波，不需要粉碎物质就能非常高精度地分析物质。随着太赫兹波研究的进展，期待该技术应用到医药、DNA、蛋白质、癌细胞等生物样品的诊断，在机场检查毒品等违禁药品，画的年代推测和真伪鉴定，以及实现高速大容量通信等各个领域。

富永老师研制发生和检测太赫兹波的元件（器件）。富永老师说，“应用太赫兹波的技术现在是处于逐步形成普及环境的阶段。要发生和检测太赫兹波，需要用激光照射太赫兹波的发生元件。但是，目前的激光器都很大型，占地面积大，并且价格很贵，在企业和机场使用这样的激光器有一定的难度。因此，在太赫兹领域，有人提出能不能把光源改为小型低价的『光纤激光器』。由于光纤激光器与原来的激光器的光波长不同，所以我们的研究课题就是如何使新的半导体器件适应太赫兹波。”

富永助教介绍研究概要

显示太赫兹波段的资料

老师研究半导体领域的动机是什么呢？据说大的原因有两个。

老师谈到最早的动机时说，“我本来是喜欢物理的。我在高中的时候听物理老师说，如果能实现超导技术，就能把建在沙漠中的太阳能发电站发的电力零损耗地输送到地球的反面，我觉得『这太神奇了！』，开始对超导感兴趣了。从那以后我开始考虑学习“超导和半导体”这样的电子材料”。老师还说，使她下决心研究半导体领域的是大学三年级时选修的课程。

“在『半导体工程』这门课程中，听老师介绍了“能带结构”，『太美了！』，我被它感动了。半导体结晶中，构成结晶的一个个原子像云彩一样被电子环绕，电子云形成能带。在课程中我知道通过研究这个能带结构内的电子的动态，可以说明半导体的特性（相当于人的性别、性格、脸型和肤色等的个性），使我了解了半导体的美和深奥”，老师介绍了第二个动机。

富永老师说，每天的研究“是非常枯燥，是辛苦的连续”。老师搞的研究，仅仅是制作一个样本，也至少要花6个小时，有的甚至要花12个小时以上。写一篇论文和学会发表，为了准备足够的数据至少要花费3个月。如果稍微疏忽的话，那么花费2个星期或者1个月所做的研究有可能全都白做了。但当她获得成果时，这些辛苦都烟消云散，非常高兴。

老师说，“以前认为不可能的事，在我眼前实现了!在这一瞬间，我全身血液沸腾，非常兴奋。一旦尝到了研究的喜悦后，我无法放弃研究”。在读大学的时候，首次确认了认为在半导体领域非常难以处理的GaAsBi（砷化镓铋）发出的激光，这个研究成果得到了人们的认可，因此被邀请参加了在旧金山召开的国际会议。老师说，这时她感受到了研究的“意义”。

“论文审查员说，『没想到用GaAsBi能做这样的研究！』。能得到这样的评价非常高兴，我现在还清楚地记得当时的情景。并没有因为我是学生・・・，我感受到我的研究成果受到了国外研究人员的评价，获得了认可。平时非常枯燥，但是也许自己能第一个看到世界上任何人都没见到过的景色，有这种期待感。我坚信，只要不断积累成果，一定会得到人们的认可。这些就是把我推向研究的原动力”。

富永老师说，设备的维护也非常不容易

太赫兹波的发生和检测测量仪

富永老师主要担任本科3年级的“激光与通信”的实验课。她说，给学生上实验课，发现了一些问题。

老师说，“学生老想马上得到答案。确实学生实验与一般的研究不同，有的是准备了标准答案的。我马上把答案告诉学生是很简单的，但是，我认为，做实验重要的就是在结果出来为止的过程中，不断问『为什么？为什么？为什么？』，这才是做实验的乐趣”。

另外，老师认为本科生的实验是毕业研究和研究生院研究的初期阶段。

“不能把本科生的课程当作是仅仅写报告，获取学分的课程，我想把它当做掌握“研究方法”的课程，因此我希望更多的学生感受到实验的乐趣”

富永老师与学生讨论

据说老师今后的研究，“不纯结晶”是关键。以前的半导体领域，重点是如何制作出没有不纯物质的高质量的“纯结晶”。“纯结晶”就是原子的排列很规则，而“不纯结晶”是原子排列非常不规则。为了高效发生和检测太赫兹波，关键是如何将“不纯结晶”控制到适合太赫兹波发生检测的形状。

“纯结晶”是经过高温产生的，而“不纯结晶”是低温产生的。今后，据说老师想研究出以前人们不关心的低温产生结晶的可能性，从广岛大学向世界介绍这个成果。

老师说，在进行研究时，今后还是继续贯彻以前重视的信念。

“我一直记住高中时看过的一本书中的一句话，『要搞载入教科书的研究』。『载入教科书的研究』就是根本性的、研究成果被人们广泛利用的研究。马上出成果的研究当然也需要，但是不容易出成果的研究要着眼于10年、20年以后，努力作出能在各种领域使用的成果！”

与研究室的学生的合影

老师用图片非常认真和蔼地为我解释了“太赫兹波”和“带能结构”等我难以理解的专业词汇。在拍摄研究设备照片的时候，老师说，“在研究小组，我一直与学生一起研究，所以可以和学生一起照吗？”。从这句话，我感受到了老师的和蔼的人品。另外，从老师不满足已经取得的成果，“用低温产生结晶的技术挑战世界”这句话，感受到了老师作为研究人员的坚强意志。我真心等待老师的研究成果能够载入教科书。（i）