化学気相成長法（CVD）や原子層成長法（ALD）など，極微細化されたナノデバイスを製造するのに必須とされる薄膜成長プロセスの反応機構解析とそれに基づくプロセス設計を展開している。
現在の各種ULSIやDRAMなどの半導体デバイスは極度に微細化され，性能を向上させているが，さらなる高集積化，多機能化，高性能化を目指すには，従来の材料だけではそれらの物理化学的限界に支配され，飛躍的な向上は望むことができない。この壁を打破するには，新しいマテリアルの導入が肝要である。たとえば，ボーイング787が画期的なのはその多くがカーボン繊維からなる複合材料の採用によることからも明らかなように，新規マテリアルの導入が新しいパラダイムを生む時代なのである。しかし，その新しいマテリアルも，デバイスの構造に適した作製方法が伴わなければ絵に描いた餅となる。本研究室では，薄膜作製プロセスに特化し，プロセスを科学することによってプロセス技術のさらなる発展を目指し，それによって新規デバイス創出を可能とする次世代プロセス技術の設計・創成を目指している。具体的な研究課題は以下の通りである。
１）超臨界流体を利用した次世代デバイス製造技術の創成
２）高信頼性ULSI配線システムの材料科学的検討とプロセス設計
３）窒化物化合物半導体選択MOVPEプロセスの解析と高効率LEDへの展開
４）セラミックス基複合材料形成用CVIプロセスのコンピュータ支援反応設計
５）ALP（Atomic Layer Deposition & Etching）の解析と新規プロセス構築

K. Shima, N. Sato, Y. Funato, Y. Fukushima, T. Momose, and Y. Shimogaki,
“Separate evaluation of multiple film-forming species in chemical vapor deposition of SiC using high aspect-ratio microchannels”
Jpn. J. Appl. Phys., 56, 06HE02 (2017).
K. Shima, Y. Funato, H. Sugiura, N. Sato, Y. Fukushima, T. Momose, and Y. Shimogak,
“High-Aspect-Ratio Parallel-Plate Microchannels Applicable to Kinetic Analysis of Chemical Vapor Deposition”
Adv. Mater. Interfaces, 1600254 (2016).
T. Momose, T. Kamiya, Y. Suzuki, S. Ravasio, C. Cavallotti, M. Sugiyama, and Y. Shimogakia
“Kinetic Analysis of GaN-MOVPE via Thickness Profiles in the Gas Flow Direction with Systematically Varied Growth Conditions”
ECS J. Solid State Science and Technology, 5, P164-P171 (2016).