東京大学大学院新領域創成科学研究科

PROSPECTUS

教員紹介

渡邉 峻一郎 (わたなべ しゅんいちろう/准教授/基盤科学研究系)

物質系専攻/新物質・界面科学講座 [有機エレクトロニクス科学]/有機半導体の固体物性科学、エレクトロニクス、スピントロニクス

略歴

2006年3月 名古屋大学工学部物理学科卒業
2008年3月 名古屋大学大学院工学研究科マテリアル理工学専攻修士課程修了
2010年4月〜2012年3月 日本学術振興会 特別研究員(DC2)
2011年3月 名古屋大学大学院工学研究科マテリアル理工学専攻博士課程修了 工学(博士)
2011年4月〜2014年3月 ケンブリッジ大学物理学部キャベンディッシュ研究所 博士研究員
2014年4月〜2015年9月 日本学術振興会 特別研究員(SPD)
2014年4月〜2015年9月 東京大学大学院新領域創成科学研究科 博士研究員
2014年4月〜2015年9月 ケンブリッジ大学物理学部キャベンディッシュ研究所 客員研究員
2015年10月〜2016年10月 科学技術振興機構「超空間制御と革新的機能創成」領域 さきがけ研究者(専任)
2015年10月〜2016年10月 東京大学大学院新領域創成科学研究科 客員共同研究員
2016年11月〜2020年6月 東京大学大学院新領域創成科学研究科 特任准教授
2016年11月〜2019年3月 科学技術振興機構「超空間制御と革新的機能創成」領域 さきがけ研究者(兼任)
2016年11月〜2022年3月 日本学術振興会 卓越研究員
2020年7月より 現職

教育活動

研究活動

有機半導体・伝導体の電子輸送・物性の研究
印刷できる半導体を用いた電子素子の研究

文献

1. Yu Yamashita, Junto Tsurumi, Tadanori Kurosawa, Kan Ueji, Yukina Tsuneda, Shinya Kohno, Hideto Kempe, Shohei Kumagai, Toshihiro Okamoto, Jun Takeya, and Shun Watanabe*
”Supramolecular cocrystals built through redox-triggered ion intercalation in π-conjugated polymers”
Communications Materials, 2, 45 (2021).
2. Shun Watanabe*, Ryohei Hakamatani, Keita Yaegashi, Yu Yamashita, Han Nozawa, Mari Sasaki, Shohei Kumagai, Toshihiro Okamoto, Cindy G. Tang, Lay‐ Lay Chua, Peter K. H. Ho, and Jun Takeya
”Surface Doping of Organic Single‐ Crystal Semiconductors to Produce Strain‐ Sensitive Conductive Nanosheets”
Advanced Science, 8, 2002065 (2021).
3. Shinya Kohno, Yu Yamashita, Naotaka Kasuya, Tsubasa Mikie, Itaru Osaka, Kazuo Takimiya, Jun Takeya, and Shun Watanabe*
”Controlled steric selectivity in molecular doping towards closest-packed supramolecular conductors”
Communications Materials, 1, 79 (2020).
4. Taiki Sawada, Akifumi Yamamura, Mari Sasaki, Kayo Takahira, Toshihiro Okamoto, Shun Watanabe*, and Jun Takeya*
”Correlation between the static and dynamic responses of organic single-crystal field-effect transistors”
Nature Communications, 11, 4849 (2020).
5. Masato Ito, Yu Yamashita, Yukina Tsuneda, Taizo Mori, Jun Takeya, Shun Watanabe*, and Katsuhiko Ariga*
”100◦C–Langmuir–Blodgett Method for Fabricating Highly Oriented, Ultrathin Films of Polymeric Semiconductors”
ACS Applied Materials and Interfaces, 12, 56522 (2020).
6. Shohei Kumagai, Shun Watanabe, Hiroyuki Ishii, Nobuaki Isahaya, Akifumi Yamamura, Takahiro Wakimoto, Hiroyasu Sato, Akihito Yamano, Toshihiro Okamoto, and Jun Takeya
”Coherent Electron Transport in Air‐ Stable, Printed Single‐ Crystal Organic Semiconductor and Application to Megahertz Transistors”
Advanced Materials, 32, 2003245 (2020).
7. Tatsuyuki Makita, Ryohei Nakamura, Mari Sasaki, Shohei Kumagai, Toshihiro Okamoto, Shun Watanabe*, and Jun Takeya*
”Electroless‐ Plated Gold Contacts for High‐ Performance, Low Contact Resistance Organic Thin Film Transistors”
Advanced Functional Materials, 30, 2003977 (2020).
8. Tatsuyuki Makita, Akifumi Yamamura, Junto Tsurumi, Shohei Kumagai, Tadanori Kurosawa, Toshihiro Okamoto, Mari Sasaki, Shun Watanabe*, and Jun Takeya*
”Damage-free Metal Electrode Transfer to Monolayer Organic Single Crystalline Thin Films”
Scientific Reports, 10, 4702 (2020).
9. Akifumi Yamamura, Hiromasa Fujii, Hirohito Ogasawara, Dennis Nordlund, Osamu Takahashi, Yu- taro Kishi, Hiroyuki Ishii, Nobuhiko Kobayashi, Naoyuki Niitsu, Balthasar Blulle, Toshihiro Okamoto, Yusuke Wakabayashi*, Shun Watanabe*, and Jun Takeya*
”Sub-molecular structural relaxation at a physisorbed interface with monolayer organic single-crystal semiconductors”
Communications Physics, 3, 20 (2020).
10. Akifumi Yamamura, Takaaki Sakon, Kayo Takahira, Takahiro Wakimoto, Mari Sasaki, Toshihiro Okamoto, Shun Watanabe*, and Jun Takeya*
”High-Speed Organic Single‐ Crystal Transistor Responding to Very High Frequency Band”
Advanced Functional Materials, 30, 1909501 (2020).
11. Tatsuyuki Makita, Shohei Kumagai, Akihito Kumamoto, Masato Mitani, Junto Tsurumi, Ryohei Hakamatani, Mari Sasaki, Toshihiro Okamoto, Yuichi Ikuhara, Shun Watanabe*, and Jun Takeya*
”High-performance, semiconducting membrane composed of ultrathin, single-crystal organic semiconductors”
Proceedings of the National American of Sciences, 117, 80 (2020).
12. Angela Wittmann, Guillaume Schweicher, Katharina Broch, Jiri Novak, Vincent Lami, David Cornil, Erik R. McNellis, Olga Zadvorna, Deepak Venkateshvaran, Kazuo Takimiya, Yves H. Geerts, Jerome Cornil, Yana Vaynzof, Jairo Sinova, Shun Watanabe, and Henning Sirringhaus
”Tuning spin current injection at ferromagnet-nonmagnet interfaces by molecular design”
Physical Review Letters, 124, 027204 (2020).
13. Xiaozhu Wei, Shohei Kumagai*, Kotaro Tsuzuku, Akifumi Yamamura, Tatsuyuki Makita, Mari Sasaki, Shun Watanabe*, and Jun Takeya
”Solution-processed flexible metal-oxide thin-film transistors operating beyond 20MHz”
Flexible and Printed Electronics, 5, 015003 (2020).
14. Yu Yamashita, Junto Tsurumi, Masahiro Ohno, Ryo Fujimoto, Shohei Kumagai, Tadanori Kurosawa, Toshihiro Okamoto, Jun Takeya, and Shun Watanabe*
”Efficient molecular doping of polymeric semiconductors driven by anion exchange”
Nature, 572, 634 (2019).
15. Shun Watanabe*, Masahiro Ohno, Yu Yamashita, Tsubasa Terashige, Hiroshi Okamoto, and Jun Takeya
”Validity of the Mott formula and the origin of thermopower in π-conjugated semicrystalline polymers”
Physical Review B (Rapid Communications), 100, 241201(R) (2019).
16. Shohei Kumagai*, Akifumi Yamamura, Tatsuyuki Makita, Junto Tsurumi, Ying Ying Lim, Takahiro Wakimoto, Nobuaki Isahaya, Han Nozawa, Kayoko Sato, Masato Mitani, Toshihiro Okamoto, Shun Watanabe*, and Jun Takeya*
”Scalable Fabrication of Organic Single-Crystalline Wafers for Reproducible TFT Arrays”
Scientific Reports, 9, 15897 (2019).
17. Kan Ueji, Masahiro Ohno, Jun Takeya, and Shun Watanabe*
”Correlation between coherent charge transport and crystallinity in doped π-conjugated polymers”
Applied Physics Express, 12, 011004 (2018).
18. Shun Watanabe*, Hirotaka Sugawaram Roger Hausermann, Balthasar Blulle, Akifumi Yamamura, Toshihiro Okamoto, and Jun Takeya*
”Remarkably low flicker noise in solution-processed organic single crystal transistors”
Communications Physics, 1, 37 (2018).
19. Akifumi Yamamura, Shun Watanabe, Mayumi Uno, Masato Mitani, Chikahiko Mitsui, Junto Tsu- rumi, Nobuaki Isahaya, Yusuke Kanaoka, Toshihiro Okamoto, and Jun Takeya
”Wafer-scale, layer-controlled organic single crystals for high-speed circuit operation”
Science Advances, 4, eaao5758 (2018).
20. Katsuhiko Ariga, Shun Watanabe, Taizo Mori, and Jun Takeya
”Soft 2D nanoarchitectonics” (Review article)
NPG Asia Materials, 1, 90 (2018).
21. Ryo Fujimoto, Yu Yamashita, Shohei Kumagai, Junto Tsurumi, Alexander Hinderhofer, Katharina Broch, Frank Schreiber, Shun Watanabe*, and Jun Takeya*
”Molecular doping in organic semiconductors: fully solution-processed, vacuum-free doping with metal–organic complexes in an orthogonal solvent”
Journal of Materials Chemistry C, 5, 12023 (2017).
22. Junto Tsurumi, Hiroyuki Matsui, Takayoshi Kubo, Roger Hausermann, Chikahiko Mitsui, Toshihiro Okamoto, Shun Watanabe*, and Jun Takeya*
”Coexistence of ultra-long spin relaxation time and coherent charge transport in organic single-crystal semiconductors”
Nature Physics, 13, 994 (2017).
23. Ryo Fujimoto, Shun Watanabe*, Yu Yamashita, Junto Tsurumi, Hiroyuki Matsui, Tomokatsu Kushida, Chikahiko Mitsui, Hee Taek Yi, Vitaly Podzorov, and Jun Takeya*
”Control of molecular doping in conjugated polymers by thermal annealing”
Organic Electronics, 47, 139 (2017).
24. Sam Schott, Erik R McNellis, Christian B Nielsen, Hung-Yang Chen, Shun Watanabe, Hisaaki Tanaka, Iain McCulloch, Kazuo Takimiya, Jairo Sinova, and Henning Sirringhaus
”Tuning the effective spin-orbit coupling in molecular semiconductors”
Nature Communications, 8, 15200, (2017).
25. Shohei Kumagai, Hiroko Murakami, Kotaro Tsuzuku, Tatsuyuki Makita, Chikahiko Mitsui, Toshihiro Okamoto, Shun Watanabe*, and Jun Takeya*
”Solution-processed organic–inorganic hybrid CMOS inverter exhibiting a high gain reaching 890”
Organic Electronics, 48, 127, (2017).
26. Josephine Socratous*, Shun Watanabe*, Kulbinder K Banger, Christopher N Warwick, Rita Branquinho, Pedro Barquinha, Rodrigo Martins, Elvira Fortunato, and Henning Sirringhaus
”Energy-dependent relaxation time in quaternary amorphous oxide semiconductors probed by gated Hall effect measurements”
Physical Review B, 95, 622 (2017).
27. Keehoon Kang*, Shun Watanabe*, Katharina Broch, Alessandro Sepe, Adam Brown, Iyad Nasrallah, Mark Nikolka, Zhuping Fei, Martin Heeney, Daisuke Matsumoto, Kazuhiro Marumoto, Hisaaki Tanaka, Shin-ichi Kuroda, and Henning Sirringhaus
”2D coherent charge transport in highly ordered conducting polymers doped by solid state diffusion”
Nature Materials, 15, 896 (2016).
28. Shun Watanabe
”Organic spintronics breaking through”
Asia Pacific News Letter, 3, 6046 (2014).
29. Shun Watanabe*, Kazuya Ando*, Keehoon Kang, Sebastian Mooser, Yana Vaynzof, Hidekazu Kure- bayashi, Eiji Saitoh, and Henning Sirringhaus
”Polaron spin current transport in organic semiconductors”
Nature Physics, 10, 308 (2014).
30. Hisaaki Tanaka, Masataka Hirate, Shun Watanabe, and Shin-ichi Kuroda
”Microscopic signature of metallic state in semicrystalline conjugated polymers doped with fluoroalkylsilane molecules”
Advanced Materials, 26, 2376 (2014).
31. Kazuya Ando*, Shun Watanabe*, Sebastian Mooser, Eiji Saitoh, and Henning Sirringhaus
”Solution-processed organic spin-charge converter”
Nature Materials, 12, 622 (2013).

その他

日本物理学会、応用物理学会、Material Research Society (MRS)各会員。

将来計画

分子性固体における電子伝導の包括的理解と機能性開拓を基軸に、実用に耐えうる印刷半導体材料の開発とプリンテッドエレクトロニクスデバイス向けた実デバイスの開発を進めていきたいと考えています。

教員からのメッセージ

柔らかい固体である有機半導体は、これまでの固体物理学の常識から外れるユニークな性質を持っています。分子性固体において、固体物理の標準理論の普遍性と特異性を理解することで、物質科学がさらに発展すると期待されます。我々の研究室では、有機合成化学やデバイス工学・物性物理を相補的に組み合わせ、実用に耐えうるエレクトロニクスデバイスの開発を進めています。有機エレクトロニクスの研究開発を楽しみましょう!