LSIの自動設計ツールに従来の階層毎の設計の枠を越える革新的な考え方を提起します。動作レベルにおいて要素間の『強結合』および『弱結合』という概念を持ち込み、その上で動作レベル設計を行います。動作レベル（最上位レベル）と物理レベル（最下位レベル）とを同時に最適化することにより全体最適化が図られ、エネルギー消費を50%削減したLSIを設計することができます。

「メタルベース有機トランジスタ（MBOT）」は、新しい動作原理に基づく縦型構造の有機トランジスタで、シリコンのバイポーラトランジスタとよく似た電流増幅特性を示します。低電圧（5V）で1A/cm²もの大電流駆動が可能で、1MHz以上の動作周波数も予測されています。更に有機材料を使うことから樹脂基板上に構成することが可能でフレキシブル回路も実現することができるなど、広い範囲での応用が考えられます。

スピントロニクス技術に基づくゲート付プレーナ型で不揮発性を有する革新的三端子スイッチ素子の開発を行い、情報処理デバイスへの応用を目指します。

電子メモリを用いた現行の通信ノードの処理能力を大きく向上させ、併せて低消費電力の全光型メモリモジュールを開発します。幹線系光通信で使用可能な面発光半導体レーザ(VCSEL)を、その発振偏光を双安定に切り替えることにより、高速・低エネルギー動作が可能な全光型メモリとして用いることができます。さらに２次元アレー化が可能であるという特徴を生かし、空間光学系によりVCSELアレーと微小光学素子を集積化したバッファメモリを実現していきます。

マグネシウム合金は優れた軽量性を有するため輸送機器部材への展開が期待されていますが、耐食性が低いという問題があります。本研究では、マグネシウム合金部材を中温・高圧下の蒸気に晒すことにより、Mg-Al系層状複合水酸化物とMg(OH)₂からなるナノ結晶層をその部材上に直接成長させ、高耐食性皮膜として利用します。これにより、マグネシウム合金の輸送機器部材への適用を実現させ、温室効果ガス排出削減に貢献します。

機械の摩擦部分に対し、低摩擦かつ高耐摩耗性のDLC（ダイヤモンドライクカーボン）膜を代表とする硬質膜を被覆して耐久性と省エネを向上することが広まりつつある。DLC成膜の低コスト化への要求に応えるべく、従来の大型装置による大量バッチ処理に代わる小型装置による１品処理型の成膜技術を確立します。本研究では、従来の100倍以上の成膜速度（100μm/h以上）でバッチ処理と同じスループットが出せる１品処理型・超高速・三次元DLC成膜装置を開発します。