太陽電池の作製コストの面では、多結晶や微結晶材料が有利であるが、同材料が内包する結晶粒界などが特性を劣化させる懸念がある。そこで、局所的な光起電力特性を観測できる光照射ケルビン・プローブ・フォース顕微鏡（P-KFM）を開発し、CIGS太陽電池上での光起電力分布の観測などを行っている。 一方、太陽電池において、光で励起されたキャリア（電子と正孔）が無輻射で再結合してしまうと、電気的なエネルギーを外部に取り出すことができず、性能が低下してしまう。このような無輻射再結合では熱を放出することから、光照射に伴う試料の微小な熱膨張量を原子間力顕微鏡（AFM）で計測する光熱モードAFM（PT-AFM）を開発し、CIGS系材料等における結晶粒界と光励起キャリアの無輻射再結合との関連性などを微視的に解明する研究を進めている。

ナノプローブでは、探針−試料間への電圧印加により静電引力の計測も可能となる。また、静電引力の直流バイアス電圧依存性や交流電圧周波数依存性から試料表面の空乏状態や界面準位の影響などを調べることができる。我々は、高周波数での静電引力測定に有効となる二重バイアス変調法を提案し、CIGS太陽電池材料上での表面・界面状態の観測を行っている。

カーボンナノチューブ（CNT）は、理想的には純粋な一次元伝導体となるため、CNTを電界効果トランジスタ（FET）のチャネルとすることで高い性能が実現される可能性がある。高速動作が期待されるマルチチャネル型CNT-FETにおいては、CNTチャネルごとの特性の均一さの解明が一つの課題となっている。我々は、高空間分解能を有する磁場センサである磁気力顕微鏡（MFM）による電流誘起磁場の観測を通じて電流を定量評価する手法を開発しており、その手法を適用することで、複数のCNTチャネルから任意の一本を選択して、その動作を解析することに成功した。

我々が独自に開発した光照射STM法を用いて、単一のInAs細線構造における光吸収特性などの光学的物性の解析を行っている。また、AFMによる静電引力検出法やその静電引力を利用したKFM表面電位計測手法について、静電引力に対する感度が向上するサンプリング法や、電位決定の空間分解能が向上する間欠バイアス法を提案して、、測定精度や確度の向上を実現した上で、それらの手法を用いて単一のInAs量子ドットへの電荷蓄積効果などの検証を行った。