https://my.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/ # 電気・電子情報系研究室紹介 ## Page 01 ![Page 01の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000001.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 国立大学法人豊橋技術科学大学電気・電子情報工学系研究室紹介※eECo(イーエコ）:Electrical,Electronic,Communications ## Page (追加)02 ![Page (追加)02の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000002.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 国立大学法人豊橋技術科学大学2024.11.20版目次材料エレクトロニクス分野磁性・計測システム研究室（内田研究室）・・・・・・・1機能性材料科学研究室（松田・引間研究室）・・・・・・2ナノ量子光電子グループ（八井・勝見研究室）・・・・・3ナノ材料科学研究室（河村研究室）・・・・・・・・・・4スピン・エレクトロニクスグループ（中村研究室）・・・5スピン・エレクトロニクスグループ（リム研究室）・・・6プロセス・評価解析研究室（武藤・タン研究室）・・・・7光計測化学研究室（加藤研究室）・・・・・・・・・・・8機能電気システム分野プラズマエネルギーシステム研究室（滝川研究室）・・・9クリーンエネルギーデバイス研究室（稲田研究室）・・・10誘電・絶縁システム工学研究室（村上研究室）・・・・・11クリーンエネルギーシステム研究室（東城研究室）・・・12高電圧応用・計測研究室（川島研究室）・・・・・・・・13集積電子システム分野集積化バイオセンサ・MEMSグループ（澤田研究室）・・14集積光デバイスグループ（石川研究室）・・・・・・・・15光・電子融合デバイスグループ（関口研究室）・・・・・16集積光デバイスグループ（山根研究室）・・・・・・・・17集積化バイオセンサ・MEMSグループ（崔研究室）・・・18応用物性プロセス研究室（岡田研究室）・・・・・・・・19集積回路・センサシステムグループ（河野研究室）・・・20集積化バイオセンサ・MEMSグループ（高橋研究室）・・21集積化バイオセンサ・MEMSグループ（野田研究室）・・22情報通信システム分野専用計算システム研究室（市川研究室）・・・・・・・・23ワイヤレス通信研究室（上原・小松研究室）・・・・・・24電磁波工学研究室（田村研究室）・・・・・・・・・・・25通信信号処理研究室（竹内研究室）・・・・・・・・・・26応用電磁気研究室（羽賀研究室）・・・・・・・・・・・27スマートシステム研究室（ショウ研究室）・・・・・・・28 ## Page (追加)03 ![Page (追加)03の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000003.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 磁性・計測システム研究室（内田研究室）教授内田裕久C-411uchida@ee.tut.ac.jp学生居室C1-205研究室HPhttps://meas.ee.tut.ac.jp/研究室見学情報0.100s経過時間[AU]画像変化[AU]研究概要本研究室では，磁気や光に関連するデバイス，計測技術の研究を行っています．計測技術の応用として，医療支援装置の開発にも取り組んでいます．特に，外部から光を用いて直接観察できるため，本研究室で培ってきた光学技術を活用することが可能です．また，測定結果の解析にはAIを活用し，判断をする研究も進めています．〇光や磁気など物理に関係する研究を行っています．〇電子回路の設計やプログラム開発，機械設計などを行っています．〇測定結果に対してAIを活用した判定法を研究しています．〇医療機器メーカに就職する学生の割合が多いです．〇研究成果の実用化を目指しています．研究室の特徴電気・電子情報工学系材料エレクトロニクス分野教授内田裕久◇医薬品使用モニター装置◇磁気光学3次元ディスプレイDMDによって選択された画素の光をMALへ送る，磁気光学記録メディア上で集光した情報の書き込む．25μmホログラムのパターンは計算によって生成することができ（計算機ホログラム），そのパターンを多数の画素ミラーで構成されたデジタルミラーデバイス（DMD）と微小レンズが配列さえたマイクロレンズアレイ（MLA）を使用して，光を1μmまで集光し，磁気光学記録メディアに書き込みます．それにレーザを照射することで，広い視野角を持つ３次元像を再生することができます．左右の角度を変えて観察した再生立体像MLAによって集光した書き込み位置からステージを移動して，隣接位置に移動し，次の情報を書き込む．◇光干渉断層計（OCT）050001000015000750800850900LightIntensity[a.u]Wavelength[nm]0100200300050100150Lightintensity[a.u]Depth[μm]表面裏面OCTを用いると，物体内部の構造を光で測定することが可能です．OCTに分光機能を付加することで，構造観察と物質の分析を行うことができる装置を開発しています．光源：スーパールミネッセントダイオード(SLD)分光器試料，XYステージミラービームスプリッタNDフィルタ対物レンズ光源および干渉光スペクトルセロハンテープの断層構造干渉スペクトル↓逆高速フーリエ変換（IFFT）↓周波数から距離へ変換試料内部の断層構造を測定可能OCTの基本構成マイケルソン干渉計の応用自宅において，医薬品の服用管理は難しいのが現状です．医薬品使用モニター装置は，無線を利用した番号識別法（RFID）と電子はかりを組み合わせることで，薬の服用を管理することが可能です．従来，管理が難しかった点眼薬や軟膏のような液体・半液体の薬にも対応し，服用忘れや過剰服用を防ぐこともできます．◇自動点眼装置加齢に伴い，失明の原因となる緑内障の罹患率が増加し，点眼治療が必要となります．しかし，正しく点眼できる人の割合が低いことが問題視されています．自動点眼装置を使用することによって，高齢者や運動機能に問題がある人でも簡単に正確な点眼が可能になります．点眼薬容器送風口CCDカメラリニアアクチュエータ顎載せ台XYステージ額当てRFIDタグ電子はかりアンテナ風防PC(a)Center:0deg.(b)Left:-4deg.(c)Right:+4deg.(d)Left:-8deg.(e)Right:+8deg.(f)Left:-12deg.(g)Right:+12deg.DMDMLA磁気光学記録メディアピエゾステージレーザTbFe薄膜の記録媒体に書き込んだテストパターン◇瞬き検出法の開発と応用錠剤（エミネトン，佐藤製薬）1錠約0.60g点眼薬（ソフトサンティア，参天製薬）1滴30～50mgRFIDタグ瞼の動きをから瞬きを検出することができます．この検出は，顔の前面または側面のどちらからでも可能です．瞬きの回数とドライアイの関連が指摘されていますが，瞬きは様々な要因に影響されますので，その関係はまだ明らかにされていません．本研究では，瞬きを正確に検出する方法を開発し，ドライアイの検査などへの応用を目指しています．CCDカメラPCRFIDタグ13.68μm微小レンズ集光したレーザ光微小レンズ自動点眼時の液滴の軌跡固視灯を使用液滴の軌跡LED固視灯錠剤点眼薬錠剤と点眼薬を交互に使用し，分離したモニター結果瞼の押さえ方や固視灯使用など各方法による点眼確率の違い顔の側面から瞬きを測定CCDカメラによる眼周辺の画像取得瞼の移動量瞬きの時間変化QRコード自動的に生成された説明 ## Page (追加)04 ![Page (追加)04の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000004.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 Cellvoltage/VQRコード自動的に生成された説明Powerdensity/mwcm-2機能性材料科学研究室（松田・引間研究室）電気・電子情報工学系材料エレクトロニクス分野教授松田厚範研究概要助教引間和浩松田研究室では「無機材料化学、電気化学」をベースに「様々な材料を合成・評価」し、「全固体リチウム電池、中温作動型燃料電池等」に応用する研究をしています。全固体電池は、高エネルギー密度化の可能性や高い安全性を有するため、電気自動車(EV)への応用が期待されています。また、中温作動型燃料電池は、水素ステーションに頼らない燃料電池自動車(FCV)への応用可能性があります。以上のように「エネルギー・環境問題」の解決に貢献する研究を進めています。研究テーマI：全固体リチウムイオン二次電池(全固体電池)「特に硫化物材料に注目」・全固体電池とは？リチウムイオン二次電池全固体リチウムイオン電池(+極)正極複合体層セパレータ層(固体電解質)(-極)負極複合体層・具体的な研究テーマI-1.高イオン伝導性硫化物固体電解質の液相合成→小粒径かつ、表面被膜を持つ粒子を合成可能液相加振法による合成フロー前駆体懸濁液前駆体粉末硫黄過剰添加法による合成フロー粒子のイメージ図振盪乾燥結晶化溶媒由来の数nmの被膜形成橙：活物質黒：導電助剤白：固体電解質全固体電池：有機電解液を難燃性の固体電解質に置き換えた高い安全性を有する次世代二次電池⇔全固体電池には様々な課題・高いイオン伝導性を持つ固体電解質の開発固体電解質界面の形成I-2.液相法による電極複合体の作製I-3.電極活物質の材料探索→電極複合体層に予め固体電解質を均一に混ぜておく必要性→高容量Li2Sの検討用いる複合化手法(核成長(SEED)法)のフロー充放電曲線と断面微構造高いサイクル安定性固体電解質が均一に分布Y2S3の微量添加でLi2Sの活性化を促進研究テーマII：中温無加湿燃料電池燃料電池自動車(FCV)の写真https://toyota.jp/mirai/style/既存の固体高分子形燃料電池(PEFC)の課題：高純度水素の供給が必須→水素ステーションの整備が必要で、高コスト電解質部分をポリベンゾイミダゾール(PBI)系材料に置き換えた「中温無加湿燃料電池」は、低純度水素が利用可能→水素ステーションに頼らないFCVが実現できる可能性燃料電池の構成H2e－AnodeH+H+humidifierCathodeH2OO2II-1.高い導電率などを有する無機/有機コンポジット電解質膜の作製電解質膜にドープされたリン酸の浸出が課題→リン酸の浸出は、発電性能や安定性の低下、機器等を腐食目的：電解質膜中に無機材料を添加し、リン酸の浸出抑制やプロトン伝導性を向上リン酸保持量変化の一例（TiO2添加により改善）II-2.電極・触媒・集電体三相界面の制御電解質材料の研究開発だけでは特性改善が不十分であり、電極・触媒・集電体三相界面の改善も必要→電極の改良や界面制御も検討PBIの構造式導電率温度依存性測定結果の一例（SnP2O7添加により改善）三相界面CHS-WSiA問題点①プロトン伝導経路の⽋乏②リン酸の触媒層浸⼊カソード三相界面(ガス・電子・プロトン)H+担体(カーボン)電解質触媒e-活性点集電体O2触媒層リン酸含浸後のPBI膜の外観写真発電試験の一例（微細化SnP2O7添加により改善）三相界面制御のコンセプト発電試験（界面制御による特性改善）1.21.00.80.60.40.2Without(8h)Applied(8h)0.000.00.51.01.52.0Currentdensity/Acm-2400300200100研究室の特徴研究室見学情報・豊富な合成・分析装置を駆使した研究・様々な研究開発プロジェクトへの参画・研究グループ毎での毎週の報告会・留学生との協働、英語でのコミュニケーション・ポスドク、研究員への相談がしやすい環境・積極的な学会参加・論文発表・国内外の大学・研究機関との協働見学希望・質問は下記の連絡先まで・松田厚範（B-304室）matsuda@ee.tut.ac.jp・引間和浩（B-320室）hikima@ee.tut.ac.jpWebsite：http://ion.ee.tut.ac.jpTEL:0532-44-6800(研究室代表)・学生居室：B-320室B2-102～110,210など ## Page (追加)05 ![Page (追加)05の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000005.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 QRコード自動的に生成された説明QRコード自動的に生成された説明QRコード自動的に生成された説明ナノ量子光電子グループ（八井・勝見研究室）電気・電子情報工学系材料エレクトロニクス分野教授八井崇研究概要准教授勝見亮太ナノ構造と光を組合せてオプトエレクトロニクスのパラダイムシフト実現を目指しています○光の世界最先端研究②独創的ナノ加工：近接場光エッチングナノスケールの光と物質の相互作用①ダイヤモンド量子センサーダイヤモンドNVセンター•磁場に非常に敏感ダイヤモンドも光るラジカル近接場光突起エッチング分子エッチングNHKサイエンスZEROで紹介されましたBeforeAfter•様々な量子技術で注目‣室温で高感度に光読み出し可能⇒脳磁場計測などへの医療応用•ダイヤモンド：加工が非常に困難ダイヤモンドダイヤモンドをはじめあらゆるものの表面を非接触で超平滑化BeilsteinJ.Nanotechnol.,4,875(2013)[review]Light:Science&Applications,5,e16054(2016)ScientificReports,8,pp.15847,2018.③ナノ構造による高効率Si受光センサScientificReports,10,2483(2020)生体計測・治療•Si:間接半導体•不確定性原理：Δ𝑥Δ𝑘~1受光センサーの吸収量を劇的に改善可能Jap.J.Appl.Phys.61,082004(2022)Appl.Phys.Lett.121,161103(2022)Appl.Phys.Lett.123,111108(2023)Opt.Exp.32,795(2024)1μm微細加工を用いた次世代のダイヤモンドセンサーを開発Phys.Rev.Applied,11,044053(2019)CommunicationsPhysics,2,62(2019)Opto-ElectronicAdvances,2,190023(2019)○学生の活躍○活発な国際交流KTHUlmOldenburgFraunhoferIS2M、Paris13CzechAcademyofSciences○充実した研究環境LANL学生の短期留学も多数学生居室C-413FirenzeSeoulドイツでは研究後に乾杯MacquarieAustralianNationalUniversityRoyalMelbourneInst.Tech.浜松【評価】実験室C2-2F【作製】IRES2クリーンルーム東工大、東大、筑波大、北大大阪市立、東京工科大、東京理科大等国際会議で優秀発表賞受賞多数研究室の特徴研究室見学情報○光の世界最先端研究お気軽にお問い合わせください○充実した研究環境連絡先（八井教授）yatsui.takashi.rv@tut.jp○活発な国際交流まずはメールでご連絡ください ## Page (追加)06 ![Page (追加)06の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000006.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 ∇TQRコード自動的に生成された説明スピン・エレクトロニクスグループスピン機能材料・デバイス研究室電気・電子情報工学系材料エレクトロニクス分野准教授中村雄一研究概要ナノ構造を制御した酸化物系磁性材料を基に、光や熱､電気とスピンの相互作用を利用して、今までに無い新規デバイス・材料の開発を行っています。主な研究テーマは以下の通りです。1.磁気ホログラムメモリの開発：BDを超える大容量の光データストレージの実現を目指しています。2.光制御マルチフェロイック複合膜の開発：超高速に光を変調できる空間光変調器への適用を目指したマルチフェロイック複合膜を開発しています。3.スピンカロリトロニクスに関する研究：ナノ構造で熱の流れを制御し、熱でスピンの流れを制御するスピンゼーベック効果と組み合わせることで、新規のスピン流制御素子の研究をしています。磁気ホログラムメモリの開発Opticaldatastoragesystemwithhighdatacapacityandtransferrate大容量高速データ転送可能な光データストレージの開発HolographicdatastorageホログラフィックメモリCollinearinterferometerImprovementofrecordingdensity記録密度の向上RecordedpatternReconstructedpattern光制御マルチフェロイック複合膜の開発Ultralowpowerconsumptionmagneto-opticspatiallightmodulator超低消費電力磁気光学空間光変調器(MOSLM)への応用MO-SLM(byFDK)Developmentofmultiferroiccompositesマルチフェロイック複合膜の開発Depositionofoxideelectrode/bufferlayerandBi:RIGElectrodeBi:RIGSimultaneousdepositionofpiezo-electricmaterialandBi:RIGPiezoelectricmaterial光の干渉を利用した大容量(>1TB/disk)でデータ転送速度が大きい光データストレージシステムの実現を目指すエラーゼロでの記録再生に成功Y.Nakamura,P.B.Lim,M.Inoueetal.Opt.Express25,15349(2017)相分離型マルチフェロイック層透明電極強磁性体強誘電体誘電体ミラー透明電極強磁性体強誘電体透明電極誘電体ミラー基板電圧で磁化の向きを制御することで超低消費電力で超高速に動作する磁気光学空間光変調器を実現GGGsubstrateBufferlayerGGGsubstrateGGGsubstrate•CoFe2O4をバッファ層として、GGG基板上にBi:RIGとBaTiO3が共に配向して成長可能であることを発見•これを利用した光制御マルチフェロイック複合膜の開発SpinSeebeckeffectImprovementofrecordingmedia記録メディアの改善熱拡散層(Heatdissipationlayer,HDL)導⼊により、干渉縞情報の消失無く、深いホログラムが記録可能R.Isogai,Y.Nakamura,P.B.Lim,M.Inoueetal.Opt.Express24,522(2016).FabricatedHDLmediumTGG/Bi:RIGHDLmediumTGGBi:RIG500nm500nm膜厚(nm)88434844018342690391914161004131074161184261374091524391714512165353066356028771279SGGGSub.TGGBi:RIG•多層膜記録媒体で､再生像の明るさ(回折効率)が、単層膜に比べ､1.6倍向上•エラーゼロでの記録・再生も可能Y.Nakamura,P.B.Lim,M.Inoueetal.Opt.Express27,27573(2019)Y.Nakamura,P.B.Lim,M.Inoueetal.Appl.Sci.,9,1738(2019).多層膜記録媒体を用いた多重記録による更なる記録密度の向上Developmentofscanningmagneto-opticalmicroscope走査型磁気光学顕微鏡の開発OpticalimageofmagneticfringeMOimagesofmagneticfringeこの研究は、Lim教授と連携して進めています1回の記録容量向上>1kB大記録容量の光データストレージシステムの開発OpticalsetupofScanningMOmicroscope1µm1µm光制御マルチフェロイック複合膜を用いた磁気光学空間光変調器の開発スピンカロリトロニクスに関する研究Controlofspincurrentbyheatflowusingnanostructures熱によるスピン流制御技術の開発Controlofspincurrentbyheat(SpinSeebeckeffect)強磁性体の磁化の向きを揃え温度勾配を与えると、それに接した非磁性金属(導電体)にスピン流が注入され、逆スピンホール効果により電圧として検知できる。Controlofheatflow(Phononiccrystal)基材常磁性金属(Pt)層強磁性層(磁性ガーネットなど)絶縁層2(Al2O3など)絶縁層1(SiO2など)周期多層膜によるフォノン干渉で熱流を制御周期多層膜V/�TL(�V/Kcm)54321YIG:64nm0405060708090SiO2thickness(nm)スピンゼーベック素子と周期多層膜構造を組み合わせることで、従来の熱伝導理論では説明できない､構造に依存したピークが観測された。ナノ構造制御によるスピン流制御デバイスの開発研究室の特徴研究室見学情報○学生の自主性を尊重し、研究においては、実験事実に基づいて、学生・教員が対等な立場で議論する○自ら考え課題解決できる能力を身につける教員居室：C-412内線：6734学生居室：C-415e-mail：nakamura.yuichi.go@tut.jpWeb:http://www.spin.ee.tut.ac.jp/index.html ## Page (追加)07 ![Page (追加)07の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000007.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 ナノ材料科学研究室（河村研究室）研究概要…少人数グループで、毎週の報告会本研究室では、エネルギー・環境問題を根本的に解決するための「太陽光水分解」に必要な材料の開発をしています。太陽光水分解は、無尽蔵な自然エネルギーである太陽光を利用して、河川や海の水を分解して水素などのエネルギーや有用物を製造する技術です。将来的に実現が期待されている水素社会の構築に貢献します。…高度な試料分析装置を駆使した実験研究室の特徴電気・電子情報工学系材料エレクトロニクス分野准教授河村剛研究室見学情報氏名：河村剛（KAWAMURAGo）居室：B-305TEL：0532-44-6796（Ex:6796）E-mail：kawamura.go.km@tut.jpWebsite：http://ion.ee.tut.ac.jpQRコード自動的に生成された説明火力発電所の例太陽光水分解装置の実用化イメージ図現在：化石燃料による発電が日本の電力の約75%を占める将来：化石燃料に頼らず、自然エネルギーである太陽光を使って水素エネルギーを製造する名称エネルギー量（毎秒）水力5億kcal潮汐流7億kcal地熱77億kcal風波880億kcal太陽光420,000億kcal自然エネルギーの種類と量人類が消費するエネルギー1年分地球に到達する太陽光の1時間分アルミナノボイド表面のSEM像と電磁場シミュレーションチタニアナノチューブアレイの2次元・3次元SEM像と、電子線回折パターンガラスのコップに入った飲み物中程度の精度で自動的に生成された説明金・銀析出チタニアのSTEM-EDXマッピングと銀析出位置のヒストグラム水分解性能評価システムと水分解中の反応セルの写真アルミ板の表面に周期的なナノサイズの凹みを形成。→表面プラズモン共鳴による特性の向上。水分解性能の高いチタニアをナノチューブ化することで、大比表面積を実現。反応活性サイトを可視化し、反応機能を解明。光電流値の測定や、生成ガスの定量分析により、水分解反応の量子収率を計測。…留学生との協働、英語でのコミュニケーション…活発な学会参加・論文発表…国内外の大学・研究機関との協働エネルギー密度の比較ガソリンリチウムイオン電池水素13,00020030,000Whkg-110,0003003,000WhL-1水素の一番のメリット！ ## Page (追加)08 ![Page (追加)08の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000008.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 QRコード自動的に生成された説明グローバルネットワーク推進センター・電気・電子情報工学系(兼務)教授LimPangBoey（林攀梅）研究概要ナノ構造を制御した酸化物系磁性材料を基に、光や熱､電気とスピンの相互作用を利用して、磁気ホログラフィックメモリなど、今までに無い新規デバイス・材料の開発を行っています。磁気ホログラフィックメモリの開発：BDを超える大容量の光データストレージの実現を目指し、以下の研究を行っています。1.シフト多重記録方式の開発2.磁気光学顕微鏡を用いた磁気フリンジの三次元形状推定磁気ホログラフィックメモリの開発Opticaldatastoragesystemwithhighdatacapacityandtransferrate大容量高速データ転送可能な光データストレージの開発HolographicdatastorageホログラフィックメモリIncreaseinrecordingdensitybymultiplerecording光学系の改善と多重記録による高記録密度化RecordedpatternReconstructedpatternEstimationofmagneticfringeshapeusingscanningmagneto-opticalmicroscope磁気光学顕微鏡を用いたフリンジ形状推定OpticalsetupofScanningMOmicroscopeCollinearinterferencesetupwithmagneticassistDMDx3x0.4ShutterHelmholtzcoilPolarizerエラーゼロでの記録再生に成功Y.Nakamura,P.B.Lim,M.Inoueetal.Opt.Express25,15349(2017)Opticalimageofmagneticfringe=532nm50ps/pulsePulselaserPBSLensDBSPolarizerObj.lensHSLmediumCCDCam.信号光参照光ER=0.37%信号光参照光ER=0.15%HWPCollinearinterferometerQWPLensMirror96×96pixelMOimagesofmagneticfringePage-datarecordingforhighdatatransferrate+記録エネルギー：100µJアシスト磁界：30Oe記録エネルギー：90µJアシスト磁界：30OeRotationanglebetweenbluearrows1µm1µmMultiplerecordingforhighrecordingdensity1回の記録容量向上>1kB光の干渉を利用した大容量(>1TB/disk)光データストレージシステムの実現を目指すシフト多重記録による超高記録密度化磁気フリンジの三次元形状推定大記録容量の光データストレージシステムの開発研究室の特徴研究室見学情報○学生の自主性を尊重し、研究においては、実験事実に基づいて、学生・教員が対等な立場で議論する○自ら考え課題解決できる能力を身につける教員居室：C-406内線：6942学生居室：C-415e-mail：lim.pang.boey.mu@tut.jpWeb:http://www.spin.ee.tut.ac.jp/index.htmlこれらの研究は、２系中村准教授と連携して進めています ## Page (追加)09 ![Page (追加)09の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000009.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 https://qr.quel.jp/tmp/d5d4587ca0bedddd3df19dfbc689e86daf8bc89a.pngプロセス・評価解析研究室（武藤・タン研究室）電気・電子情報工学系材料エレクトロニクス分野教授：武藤浩行准教授：タンワイキアン研究概要次世代の電気・電子産業を支えるセラミック材料の多くは、粉末を出発原料とした粉末冶金プロセスにより作製されます。本研究室では、これらのモノづくりに貢献する新たな粒子設計技術を研究します。「粉」に工夫（集積化）するだけで、これまでにない新規特性の付与、特性向上が期待されます。さらに、近年注目されている次世代製造技術（３Dプリンター、AD法）への展開による高度なモノづくりの実現を目指します。エアロゾルデポジッション（ＡＤ）機能性AD複合膜日本セラミック協会協会誌・論文誌表紙透明導電材料プリンティングエレクトロニクスレーザー直接造形3Dプリンター複合材料高速セラミックス焼結日本セラミック協会協会誌・論文誌表紙研究室の特徴研究室見学情報○静電集積化技術による新規材料の開発○次世代プロセッシング技術の確立、及び関連装置開発→集積複合粒子・顆粒作製の自動化（装置販売）○学生の主な受賞歴(卒論、修論優秀発表賞,学生表彰:TUT日本セラミックス協会、粉体粉末冶金:学協会）教員連絡先:武藤教授(muto@ee.tut.ac.jp)タン准教授（tan@las.tut.ac.jp)電話番号：0532-44-6808(内線：6808)学生居室:B1-303研究室HP:http://ion.ee.tut.ac.jp/○企業との共同研究多数・就職先の選択が多い ## Page (追加)10 ![Page (追加)10の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000010.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 光計測化学研究室研究概要○弱い結合形成や相互作用が効果的に発現する場の探索・構築当研究室では、環境、農業、エネルギーに関係する様々な物質のモニタリングに必要な光化学センサ（テーマ①）やセンサ素材（テーマ②）の研究をしています。テーマ①：光化学センサの開発。水素結合、疎水性相互作用等の共有結合よりはるかに弱い結合で目的分子と結合し、結合形成を光情報により検出する光化学センサを研究しています。テーマ②：センサ素材に関する研究。光化学センサの結合形成が効果的に発現する場を提供する素材を研究しています。○弱い結合・相互作用を利用し光応答により検出研究の特徴電気・電子情報工学系材料エレクトロニクス工学分野准教授加藤亮光化学センサの開発O2NHNHNSNO2NSN+SCOOHNCOO-光化学センサ場を提供するセンサ素材吸着前吸着後ホルムアルデヒドセンサシートアニオン検知キトサン ## Page (追加)11 ![Page (追加)11の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000011.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 教授C-311takikawa学生居室C3-106，203研究室HPwww.pes滝川浩史(6727.hirofumiee自然エネルギー実験棟).tut.ac.cg.jp@tut.jpプラズマエネルギーシステム研究室（滝川研究室）電気・電子情報工学系機能電気システム分野教授滝川浩史研究概要人工的なプラズマの形成・制御・応用と自然界の巨大プラズマである太陽に関連する研究を対象としています。次は，現在進めている研究の例です。（１）真空プラズマ・・・機能性薄膜形成（カーボン系，金属窒化物系）（２）大気圧プラズマ・・・農業への応用（切り花の日持ち性向上，成長促進）（３）太陽光発電の予測，環境計測YouTube真空プラズマ大気圧プラズマ（実用化済み装置例）フィルタードアーク蒸着装置（開発中装置例）プラズマ栄養水合成用スパーク放電装置共同開発：シンフォニアテクノロジー磁界で制御したプラズマビームプPlasmaEnergySystemLab.共同開発例：伊藤光学，オンワード技研ラズマの発生・制御・応用放電プラズマを用いて，水中に植物の栄養となる窒化物イオンを製造（応用）（応用）工具・機械部品保護膜3Dメモリハードマスクナノ・マイクロ部品重粒子線源金型保護膜太陽光発電予測用センシングデバイス観測装置群自然エネルギー実験棟屋上•気象観測•上空観察切り花（バラ）の日持ちキク苗の成長促進※先端バイオ・リサーチセンターと共同で進めています。研究室の特徴『そらたまご』共同開発例：エイム，スカパーJSAT太陽エネルギー•AI予測（機械学習）•システム設計研究室見学情報太陽電池簡易日射計〇産業応用，エネルギー問題を研究対象にしています。〇企業等との共同研究として進めているテーマがほどんどで，それぞれ高い産業的意義があります。〇エネルギー関連の研究は高い社会的意義があります。〇基礎研究とともに実用化を目指しています。教授滝川浩史C-311(6727)takikawa.hirofumi.cg@tut.jp学生居室C3-106，自然エネルギー実験棟203研究室HPwww.pes.ee.tut.ac.jp〇東城研や川島研との共同・連携テーマがあります。 ## Page (追加)12 ![Page (追加)12の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000012.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 QRコード自動的に生成された説明Ca2+insertionCa2+extractionクリーンエネルギーデバイス研究室（稲田研究室）電気・電子情報工学系機能電気システム分野教授稲田亮史研究概要資源エネルギー・地球環境問題の一体的解決と、ユビキタスネットワーク・クリーンエネルギー社会を支えるデバイスとして、低環境負荷・高エネルギー密度で長寿命な二次電池が不可欠であり、その根幹を成す新しい材料・プロセス・評価技術の研究が今後益々重要になります。私達の研究室では、電気自動車・燃料電池自動車等のクリーンビークルや自然エネルギー発電分野，センサ・ウェアラブルデバイス等での利用も見据え、次世代型二次電池の高安全化・低コスト化・高性能化・高信頼化に資する研究に取り組んでいます。1.次世代型リチウムイオン電池2.多価イオン電池単一粒子計測による新規電極材料の本質的な電気化学特性解析チタン－ニオブ系酸化物TiNb2O7…作動電位が高く安全性に優れた新規負極材料OacTiorNbCapacity/nAh0.60.50.40.30.20.1微小プローブ電極を用いてTiNb2O7単一粒子の優れた電気化学特性を確認→実用電極の性能向上へ活用10C=5.5nARetention=99.5%after2000cyclesChargeDischarge0.000500100015002000Cyclenumbers/-大容量合金系負極材料の電極化プロセス：エアロゾルデポジション(AD)法リン化錫（Sn4P3,理論容量=1255mAhg-1）とカーボン材料を複合化→AD法で膜電極化30025020015010050Estimatedspecificcapacity/mAhg-1Capacity/nAh0.60.50.40.30.20.11CPotentialvs.Li/Li+/V2C4C6C2.82.62.42.22.01.81.61.41.21.00.8100C,40C,10C,4C,2C,1C0.60.00.10.20.30.40.50.68C10C20C40C60C100C1C=0.55nACharge0.00510Capacity/nAh152025303540Dischrage0455055Cyclenumbers/-1C現行の黒鉛負極の理論容量25020015010050Estimatedspecificcapacity/mAhg-1リチウムイオン電池カルシウムイオン電池�カルシウムの卑な電極電位e-負極e-e-e-Li+電解質正極e-負極e-Ca2+電解質カルシウムイオン電池用新規正極材料V6O13VOPotentialvs.Ag/Ag+/V-2.0050100150200250V6O13nanosheet1.51.00.50.0-0.5-1.0-1.5正極-2.84Vvs.SHE→高電池電圧�可動イオンが+2価→大容量化�埋蔵量が豊富なカルシウムの利用→低コスト�リチウムと比較して化学的に安定→安全性向上充放電特性充放電に伴う結晶構造変化（ex-situXRD）30�C,5mAg-11st2nd3rdCharge(Ca2+extraction)Discharge(Ca2+insertion)Specificcapacity/mAhg-1Potentialvs.Ag/Ag+/V1.51.00.50.0(1)Charge(Ca2+extraction)(5)(6)-0.5(2)-1.0(3)(4)-1.5Discharge(Ca2+insertion)-2.0050100150200250Specificcapacity/mAhg-1Intensity/arb.unit(400)(7)(1)2�(CuK�)/�(2)(3)(4)(5)(6)(020)(7)(7)(7)2829303132474849505125262728292�(CuK�)/�(1)(2)(3)(4)(5)(6)(003)2�(CuK�)/�(1)(2)(3)(4)(5)(6)金属基板との高い結着性&カーボン複合化により充放電時の膜構造変化を抑制→サイクル特性の大幅改善を達成200nm�ナノ粒子化により200mAhg-1を超える可逆容量�充放電（カルシウムイオンの挿入・脱離）に伴う可逆的な結晶構造変化（b軸の伸縮）3.究極的な超安全電池：酸化物系全固体電池＜利点＞�安全性・信頼性up�電池構造簡略化＋電極材料の選択自由度up→高エネルギー密度化�広い作動温度,etc.＜課題＞�優れた固体電解質の開発�電極／固体電解質間での界面形成リチウム/ナトリウムイオン伝導性固体電解質Li系：Li7La3Zr2O12Na系：Na2Zn2TeO6ZrLaLiOTeNaZnLi系固体電解質を用いた半固体電池（負極：Li金属）OIonicconductivity�/Scm-110-110-210-310-4イオン伝導率200�C175�C150�C125�C100�C75�CLi+conductingoxidesTa-dopedLi7La3Zr2O12Ga-dopedLi7La3Zr2O12Na+conductingoxidesNa2Zn2TeO6Na2Mg2TeO610-52.02.53.03.51000T-1/K50�C27�C焼結を介した電極－固体電解質間界面の形成Li6SrLa2Bi2O12（Li7La3Zr2O12と類似の結晶構造）…700�C程度で焼結，Zr微量置換でLiCoO2正極との一体化可能硫化物固体電解質酸化物固体電解質正極層に微量電解液を含侵・圧接⇒室温動作イオン伝導率（室温）大気・水分に対する化学的安定性可塑性（成型性）10-3～10-2Scm-110-4～10-3Scm-1×○（水と反応→H2S発生）×○（緻密化に焼結が必要）研究室の特徴研究室見学情報○電池材料の作製から評価まで，学生自身が主体的に取り組むことができます。失敗も多いですが，粘り強さ・根性が着実に身につきます。○就職先が多様です（電池関係企業、電力会社、見学希望・質問は下記まで。教員居室：C-307室（内線6723）E-mail：inada@ee.tut.ac.jp学生居室：C3-107室自動車関係企業、化学メーカー等）。C3-108室（内線5324）研究室紹介動画○東城研と一部テーマを連携・共同実施しています。実験室：E4棟105～108室 ## Page (追加)13 ![Page (追加)13の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000013.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 ChargeDensity(c/m3)ThicknessDirectionQRコード自動的に生成された説明誘電・絶縁システム工学研究室（村上研究室）電気・電子情報工学系機能電気システム工学分野教授村上義信研究概要品質の高い電気エネルギーは，高い水準で運転される機器や設備の信頼性の下に成り立っています。計測・診断技術は，現在の状態を定量的に把握することで，異常の早期発見や故障の原因究明，将来への影響を予測する上で必要不可欠です。私たちのグループでは，誘電絶縁現象を対象とした計測・診断技術や機能性絶縁材料を開発しています。開発した技術は，主に医療，生物，自動車などの電力機器の分野に適用されています。１．誘電・絶縁現象の解明と計測・診断システム開発内部帯電計測：絶縁体中の内部帯電により電界が変歪します。設計電界からの相違を生み、絶縁劣化や破壊につながる可能性があります。診断200-20060Time(s)120内部帯電の様子装置開発薬物入りアクリルPET10wt%PET0wt%応用掃引電荷(=薬物)0.1AnodePosition(mm)0Cathode経皮吸収テープ状態悪化！回復！スイッチONトリ―イング計測：絶縁体中に樹枝状の破壊痕(トリー)が生じ、破壊につながる可能性があります。VTRSiliconeOil電極系開発CCDCameraRemoteControlOpticalMicroscopeSampleH.V.Needle診断0.1mmトリ―イング観測システム電気トリー診断トリー管内の極小放電部分放電計測：電力機器内では局所的な部分放電(PD)が生じ、絶縁劣化や破壊につながる可能性があります。PIPD被膜導体モータ巻線電極系開発29mm60mmPWM波形インバータt[s]スイッチング動作時サージ電圧ケーブルインバータサージMモータAu61mm高温(~300℃)下の内部帯電計測システム界面トリー観測用電極形状蒲鉾型IGI電極系２．静電吸着法を用いたコンポジット絶縁材料開発構造を制御できる静電吸着法を用いて放熱性コンポジット材料やナノコンポジット材料の開発を実施しています。Polyelectrolytes(a)CoreParticle(h-BNorPMMA)PSS(－)PDDA(＋)PSS(－)PDDA(＋)SDC(－)PDDA(＋)PSS(－)SolutiondroppingCentrifugalForce横配向縦配向50μm熱伝導率：～3W/mK絶縁耐力：~150kV/mm(b)AdsorptionParticle(tpPIorSiO2)熱伝導率：10W/mK～絶縁耐力：～100kV/mmSiO2(c)CompositeParticle静電吸着法によるコンポジット粒子の作製HotPressDryingTreatmentMechanicalForce縦配向コンポジットの作製方法50μm鱗片面放熱性コンポジット材料500nmPMMA/SiO2ナノコンポジット研究室の特徴研究室見学情報講義や学生実験を研究に生かします。電気回路，電磁気学，電子回路などの電気工学の基礎知識を駆使して，装置は信号処理までを手作りします。世界に一C3-104研究室公開は随時可能です。下記の連絡先にメールをいただければ，確実です。村上：murakami.yoshinobuj.uf@tut.jpつのシステムを開発します。[1]http://www.geni.org/globalenergy/library/national_energy_grid/index.shtml ## Page (追加)14 ![Page (追加)14の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000014.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 食品加工残渣・汚泥・生ごみ・天ぷら油プラズマ応用土壌改質農業利用ﾒﾀﾝ発酵槽ｴﾀﾉｰﾙ発酵槽ﾒﾀﾝｶﾞｽﾌﾟﾗｽﾞﾏ改質水素ｶﾞｽ燃料電池ﾊﾞｲｵ油抽出槽発電機自然エネ微生物発電電気太陽光発電風力発電ﾘﾁｳﾑｲｵﾝ電池，ﾘﾁｳﾑｲｵﾝｷｬﾊﾟｼﾀ等光蓄電池e-e-e-1/2I2e-I-n型半導体(多孔質酸化ﾁﾀﾝ)色素ヨウ化物電解質ガラス＋ITOガラス＋インジウム含有酸化スズ(ITO)負荷e-e-電力・エネルギーマネジメント太陽光発電システムパワーコンディショナーゼロエミッションハウス(ZEH)クリーンエネルギーシステム研究室（東城研究室）研究概要近年，持続可能な社会を支えるカーボンニュートラルの実現に向けて，太陽光発電・蓄電システムの導入拡大や電力系統の安定運用が要求されています。電力の需給バランスが崩れると電力系統の安定度が低下し，最悪の場合，大規模停電を引き起こします。そのような事態を避けるためには，電力エネルギーの発生，変換・貯蔵技術が重要となります。私たちの研究室では，電力系統の安定運用と電力の高効率利用を目指し，電力発生に関わる太陽電池の構成材料，電力変換に関わる電力制御回路・技術，電力貯蔵に関わる二次電池の構成材料について研究を進めています。○電池材料・デバイス関連と電力・エネルギー運用系統関連の研究テーマを設けており，本学内や日本国内外の研究機関と連携した研究にも取り組んでいます。○電気電子材料，化学分析，電気電子回路，プログラミング，科学計算，AI・機械学習等の多岐にわたる知識や技術の習得を目指せます。○就職先も多様（電池関連，電力会社，自動車関連，SE，ゲーム会社，テレビ局等）です。研究室の特徴電気・電子情報工学系機能電気システム分野准教授東城友都研究室見学情報電力・エネルギーシステムの要素技術開発二価イオン電池電極材料の創出二次電池容量の推定技術の開発太陽電池の出力制御技術の開発二価イオン電池Li+ニ価イオン電池M2+e-Li+e-e-M2+負極負極正極正極電解質電解質‣化学的に安全‣低コスト‣高容量Liイオン電池✓一価→二価ｲｵﾝで反応電子数（容量）倍増様々な材料開発酸化チタンTiO2abcMoO酸化モリブデンMoO3我々が開発正極材料負極材料4.7kΩ,金属皮膜抵抗18650ﾘﾁｳﾑｲｵﾝ電池Arduino（互換機）GNDVCCSDASCLPCへUSB++9Vﾘﾚｰ16文字×2行液晶ﾓﾆﾀ++DC-DCｺﾝﾊﾞｰﾀinoutGND9V,角型乾電池VCC充電ｽﾀｰﾄｽｲｯﾁ充電容量調節ｽｲｯﾁnpn型ﾊﾞｲﾎﾟｰﾗﾄﾗﾝｼﾞｽﾀ電流ｾﾝｻ太陽光･風力発電ﾘﾁｳﾑｲｵﾝ電池(LIB)DC/DCｺﾝﾊﾞｰﾀDC/ACｲﾝﾊﾞｰﾀ負荷ﾘﾁｳﾑｲｵﾝｷｬﾊﾟｼﾀ(LIC)DC電力母線DC/DCｺﾝﾊﾞｰﾀDC/DCｺﾝﾊﾞｰﾀDC/DCｺﾝﾊﾞｰﾀ水電解装置DC/DCｺﾝﾊﾞｰﾀ水素燃料電池(FC)水素貯蔵装置複数個の電池を組み合せた電力ｼｽﾃﾑ用に二次電池容量推定方式・充放電制御方式を最適化太陽電池・二次電池機能一体型電池の創成酸化ﾁﾀﾝ中空結晶構造532nm785nmH2ガス発生量[µg/min]アナターゼ(準安定)：ルチル(最安定)の混成比6:13:11:11:50:100.10.20.30.40.5ｱﾅﾀｰｾﾞ多ﾙﾁﾙ多-2-1012標準水素電極電位(Vvs.NHE)O2/H2OH+/H2CH4/CO2HCOOH/CO2CO/CO2CH3OH/CO2HCHO/CO2エネルギー準位高低価電子帯伝導帯e-e-e-h+h+h+E=hν電子正孔光照射2H2O4H++O2CO,CH4,etc1/2O2-+CO+H+還元還元1.0-2.5eVCO2酸化光触媒反応太陽電池電圧・電流測定用GNDIO23IO22TXD0RXD0IO21GNDIO19IO18IO5IO17IO16IO4IO0IO2IO15SD1SD0CLK3V3ENSVPSVNIO34IO35IO32IO33IO25IO26IO27IO14IO12GNDIO13SD2SD3CMD5V+3.3VC50.22µU1ESP32-DEVKIT+5VC70.22µR13100ΩP-GNDR110kΩR210kΩ+3.3VVrefSCLSDAVoutVSSVDDIC1MCP4726SCLSDAVDDAIN3AIN2C10.22µC20.22µADDRALERTGNDAIN0AIN1C30.22µR447ΩR547ΩC40.22µR647ΩR747Ω-++5V-++5VC60.22µR347ΩR122ΩP-GNDR8100kΩR9100kΩR10100kΩR11100kΩC847µ+V1LR0GC02IC2ADS1015IC3aNJM2732DTr1EKI04047電子負荷電圧設定・測定用電子負荷回路✓最大電力点追従（MPPT;MaximumPowerPointTracking）制御⇒太陽電池の設置角度や天候により出力電力が変動するため，都度，最大電力を得る制御方式設定電圧値の経時変化測定電圧測定電流計算電力開放電圧2023/6/21曇りのち晴れ＠静理工大最大5.7V最大600mW最大130mA0.045secごとに測定・制御⇒3minごとにデータ無線送信，描画見学希望・質問は下記まで教員居室：C-305室（内線6722）E-mail：tojo.tomohiro.gx@tut.jp学生居室：C2-205室（内線5338）実験室：E4棟105～108室他2024年4月1日付で着任しました研究領域電池1本：3~4Vの電池容量に応じた，電流値制御ｶﾙﾏﾝﾌｨﾙﾀによる電池残量推定回路⇒開放内部電圧[V]電池残量率[%]測定対象に合わせて関係式を決定線形ｶﾙﾏﾝﾌｨﾙﾀ⇒線形回帰xkxk+1f(x)xkf(x)事後推定値事前推定値確率分布観測量の推定値：yk,yk+1非線形ｶﾙﾏﾝﾌｨﾙﾀ⇒非線形回帰事前推定値滝川研，稲田研と協同していますhttps://qr.quel.jp/tmp/d76b990dd883b235437426af6e1ef10f58a44b93.png ## Page (追加)15 ![Page (追加)15の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000015.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 高電圧応用・計測研究室（川島研究室）研究概要電気エネルギーの品質を高い水準で保証するには，設備の状態診断が欠かせません。私たちの研究室では，電力システムを対象とした世界に一つの計測・診断技術を駆使して，高電圧・絶縁系の劣化や異常の早期発見，故障の原因究明，将来の劣化・故障予測などに取り組んでいます。開発した計測・診断技術を電力分野に限らず，食品，ロボット，自動車等といった，広範な分野へ展開することを検討しています。電気回路，電磁気学，電子回路などの電気工学の基礎知識を駆使します。装置の作製から信号処理までを手作りして，世界に一つのシステムを開発します。研究室の特徴１．放電波形特徴量時系列解析による電力システムの状態診断電気・電子情報工学系機能電気システム工学分野准教授川島朋裕研究室見学情報C1-102実験室は，いつでも空いています。研究室公開は随時可能です。下記の連絡先にメールをいただければ，確実です。川島：kawashima.tomohiro.et@tut.jp電力システムの健康診断をしたい！そのために必要なのは…Step1基礎実験（研究室）・劣化のメカニズム。・劣化と計測信号の関係（診断基準の構築）。・計測と解析の高度化。など…Step2実践（現場）・現場向けの計測技術。・診断精度の改善。など…将来の状態監視システムを創る。２．高電圧誘電スペクトルメータの開発と応用電極場所毎にインピーダンス軌跡を描く。入力電極①電極②電極③①②③例．ヨーグルトホエー（液体）入力と相関させることで，周波数を掃引することなく短時間で計測可能。インピーダンストモグラフィーによる内部の状態をリアルタイムで非破壊計測。✓応用例2.食品✓応用例1.ロボット誘電液体アクチュエータ0510152005101520(GΩ)(GΩ)00.511.500.511.50.00.20.40.60.81.000.10.2MaxwellStressTime(s)収イ応増可減少動作のその場計測で長期安定性を評価。既製品ではできない高電圧の非線形現象を診て状態診断。増加01234500.050.10.150.2Frequency(Hz)tanδ周波数掃引が難しい。低電圧に限られる。測定時間も長い。周波数掃引の必要が無いので，短時間で計測可能。入力電圧も適切に調整・設計できるので高感度に信号を取得。高電圧周波数高電圧周波数Frequency(Hz)両取りしたい！例えば，ヨーグルトホエー（液体）固体電極電力ケーブル(地中送電線)中央管理室https://www.qken.co.jp/business/power/cable/オンライン監視計測データを送信データベースを検索機械学習を援用しながら，劣化の有無や進行を，波形を診て定量的に診断，予測。異常を報告ボイド剥離異物電気トリー①どのような部分放電波形？劣化の種類で波形は変わる。①どのようなPD波形？波形A波形B③劣化部の状態は？基礎実験（研究室）・広帯域波形計測システムの開発。・波形特徴量と劣化の関係を示すデータベース（波形による診断基準）の構築。など…実践（現場）復元信号処理により，本来の波形を復元。（研究室の検討を活用。）ボイド剥離異物電気トリー劣化が進むと波形も変化波形特徴量の時間変化で劣化の進行を評価②劣化の種類は？伝達関数の影響で振動（きれいに測れない！）トラッキング電気トリーなど…安価なセンサで常時監視 ## Page (追加)16 ![Page (追加)16の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000016.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 電位変化[mV]教員連絡先info-bio学生居室C2-601主な研究施設:VBL研究室HPhttp:,://IRES2int,@C2-602.intee.eetut,.tutC3-602ac.jpac/.biojppH分解能(pH)細胞外pH変化集積化バイオセンサ・MEMSグループ（澤田研究室）電気・電子情報工学系集積電子システム分野教授研究概要次世代半導体・センサ科学研究所所長澤田和明集積化バイオセンサシステムと次世代MEMS・センサ融合デバイスの実現を目指してLSI技術で病気の診断や脳科学・生命科学に貢献できる研究を行っています．世界的にユニークなLSI・セン研究施設を有しており，学生自らチップの設計・製作・評価を通じて独創性の高いデバイスの開発に取り組んでいます．また医学部の先生方と共同で異分野融合研究を推進しています．水素イオンイメージセンサ世界最高性能の半導体イオンイメージセンサを創る・水素イオンイメージセンサ・非標識バイオイメージセンサIoTバイオセンサ化学センサ・可変プラズモニックメタマテリアル・農業用マルチモーダルセンサ・機械学習型マルチモーダルセンシング・フィルタフリー波長検出センサ・表面プラズモニックバイオセンサ脳内神経ネットワークの機能解明に向けて画素の微細化・高速化・高精度化・センサ出力の安定化や本センサを活用した医療応用に取り組んでいます．非標識バイオイメージセンサ研究室の特徴・空間解像度1μm以下・動作速度目標値2000fps・pH検出精度0.01pH以上シナプスのような微小空間におけるイオン(pH)分布の可視化を目指す①センサ素子の微細化、高速化読み出し回路と一体化目に見えない物理・化学現象を可視化する化学の目を持つセンサ非標識バイオイメージセンサによる細胞活動可視化システムの構築に向けて研究を行っています．①神経伝達物質イメージセンサ神経細胞神経細胞前シナプス(1-2µm)酵素①：LOX（Lactateoxidase）酵素②：HRP（Peroxidase）Fe：電子メディエータグリア細胞高精細pHイメージセンサ神経伝達神経細胞神経細胞後シナプス化学情報伝達物質✔画素ピッチ：2µm✔画素数：256×256✔センサ領域：0.5×0.5mm✔センサ膜：Ta2O5✔時間分解能：0.9ms▸CMOS電位センサアレイ上に化学検出系を修飾,検出系の基礎検証～生体応用▸複数種類の神経伝達物質やイオンを同時に可視化乳酸とpHのマルチイメージセンサ溶存酸素とpHのマルチイメージセンサ▸IrOxを溶存酸素感応膜として集積HighLactate海馬LowLactate刺激前1mm薬剤刺激による乳酸放出を可視化酵素反応により過酸化水素(H2O2)が生成Fe/Fe+の比率に依存して変化する表面電位を検出②高精細マルチケミカルイメージセンサpH感応部(Ta2O5)乳酸感応部(Au/Ti/Ta2O5)pH9溶液にpH4結晶を落とした時0ms70.575ms141.15ms液中で水素イオンが拡散する様子を非標識でリアルタイムに可視化可能2µm乳酸応答pH応答✔記憶や学習を司る脳組織（海馬）に応用15.6ppm24.2ppm100µm乳酸感応部pH感応部2µm2µm32.9ppm溶存酸素の可視化に成功刺激後酵素,イオノフォア等の生体分子認識素子の塗分け高乳酸濃度低低pH高高溶存酸素濃度低※画素ピッチ1µmのセンサ開発中低pH高画素アレイCMOSアレイセンサMainDACG-CTR内蔵参照電極comparatorSensingareamemoryPVC膜型イオンイメージセンサ▸K+,Ca2+などを選択的に認識するイオノフォアを固定化細胞外K+シグナル上昇CMOSアレイセンサ500µm化学物質検出膜CMOSアレイセンサ化学物質検出膜がん組織脳組織細胞外Ca2+シグナル低下心筋組織invivo高解像度化に向けた取り組み▸感応膜内部で生じるイオン電荷密度の空間的な広がりを抑制500nmイオン感応膜＋ナノポーラスアルミナ高5µm細胞外K+濃度低invitro組織切片アルミナ膜無アルミナ膜有シナプス②センサ出力の安定▸pH感応膜として五酸化タンタル（Ta2O5）を採用（低温成膜可、良好なpH感度）課題：電位のドリフト現象化2000③pH検出精度の高精度化012時間(h)電位ドリフト：電気的測定の開始後から電位が変化→測定ノイズとなる・考えられるメカニズム→Ta2O5膜へのH+の浸透H+電荷の蓄積Ta2O5膜0.0300.0200.0100.000累積1回0.0208・対策案→膜質(密度)の向上・スパッタパワー・成膜温度・ガス流量…累積２回0.0140012345累積回数累積4回0.0099累積動作の信号増幅イメージpH分解能0.01達成！③マルチモーダルイメージセンサ2µm刺入型pHイメージセンサ✔画素ピッチ：5.65×4.39µm✔画素数：32×256✔厚さ：100µm✔pH感度：56.4mV/pH高細胞外Ca2+濃度低細胞外の化学・物理現象を“面で捉え可視化解析”する！・非標識・2次元リアルタイムイメージング・複数因子の同時計測・空間網羅的解析✔脳機能の解明✔病気の早期診断✔創薬1mmアルミナ膜高K+濃度低センシング画素刺入型イメージセンサ④刺入型イメージセンサを活用したinvivo計測システ▸生きた脳におけるイオンや神経伝達物質の観察技術が重要ムInvivoイメージセンサセンサの開発,システム改良,イオン感応膜の開発など圧力分布の可視化▸信号累積機能によるpH分解能向上マウスの行動下実験細胞外pH変化酸性アルカリ性0s1020304050s0s20s30s60s-0.4-0.2▸破骨細胞やiPS細胞および組織における力学的な応答とpHを同時に計測00.20.4てんかん発作てんかん発作における脳内pH変化を初めて可視化8µm8µm10sせん断力の可視化に成功！Ⅰ．研究室を飛び出して先生・学生・スタッフみんなでイベントを行っています．研究室全員で合宿し夏ゼミ，毎年恒例のスキー旅行や新歓，花見，追いコン，BBQなども行っています．※高橋，野田，崔研究室と共に【集積化バイオセンサ・MEMSグループ】として活動しています．２０１９年夏ゼミ(滋賀)２０２２年夏BBQ(浜松)•教員：4名(澤田,高橋,野田,崔)1•学生：41名(B3,4,M1,2,D2,3,留学生)1•スタッフ：8名(秘書,研究員,技術補佐員)研究室見学情報教員連絡先:info-bio@int.ee.tut.ac.jp学生居室:C2-601,C2-602,C3-602主な研究施設:VBL,IRES2研究室HP:http://int.ee.tut.ac.jp/bio ## Page (追加)17 ![Page (追加)17の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000017.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 集積光デバイス研究室（石川研究室）電気・電子情報工学系集積電子システム分野教授石川靖彦研究概要シリコン微細加工技術を利用した光デバイス集積技術「シリコンフォトニクス」の研究を進めている。人の眼に見えない赤外光を操る微小な光導波路、合分波デバイス、受発光デバイスをシリコンチップ上に集積する技術である。低電力・高性能な情報通信・情報処理チップ（波長多重通信、光論理演算、LSI上高速光配線）をはじめ、近赤外光のもつ低侵襲性を活かした計測技術用の光センサ・イメージングデバイスを実現することで社会に貢献する。新しい材料技術やデバイス物理を開拓し、デバイスのプロトタイプ化を行う。光通信:大容量・低電力→近距離化→「シリコン」化シリコン光集積チップ–波長多重光受信回路–III-V/fiberSiNTTと共同開発シリコン光導波路フォトニック結晶シリコン・ゲル光センサアレイ合分波デバイスナノ光共振器マニウム受光器light研究室の特徴研究室見学情報○クリーンルームでのものづくり○国内研究機関・企業、海外の大学との共同研究問い合わせ教員居室学生居室研究室HPishikawa@ee.tut.ac.jpC棟607号室C3棟601号室http://int.ee.tut.ac.jp/photon○英語力：打ち合わせでの英語利用紹介ビデオhttps://www.youtube.com/→海外実務訓練、国際会議発表watch?v=EmsmOrQC6aY ## Page (追加)18 ![Page (追加)18の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000018.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 光・電子融合デバイスグループ（関口研究室）電気・電子情報工学系集積電子システム分野准教授関口寛人研究概要本研究室では，半導体集積化技術の活用及び新機能材料の開発により新領域を開拓し，省エネルギーで高度な機能を工学的に創出することを目指しています。マイクロLEDを用いた神経科学プローブツール開発による脳神経活動の解明，マイクロLEDディスプレイ応用，柔軟性に優れたフレキシブルなシート型デバイス，脳広範囲を網羅する脳情報モニタリングツールによる脳学習回路の解明に取り組んでいます。●光遺伝学技術による脳科学DNAを組み込んだウイルスを脳に注射光遺伝学におけるマイクロLEDへの期待電球にも使われるLEDを脳科学に！光ファイバ神経活動の計測低侵襲，局所刺激，多点刺激，多色発光を実現光なら脳の活動が正確にわかる電極1.無線コントロール2.多点刺激光照射脳を傷つけずに複雑に操作できる電位変化を計測光応答するたんぱく質深さ方向に対する多点刺激面内方向に対する多点刺激刺入型マイクロLED／神経電極プローブの開発●低侵襲な構造をもつ針型マイクロLEDの実現フレキシブルマイクロLEDシートの開発●柔軟性に優れた電子ディスプレイの実現●薄膜LEDをフレキシブルシート上へと転写させる技術の開発脳広範囲を網羅可能なECoGデバイスとLEDの一体ツール●LEDを用いた光刺激で神経活動の因果関係を明確にする脳活動可視化ツールの実現転写⇒ECoGデバイス研究室の特徴研究室見学情報○他大学／企業との共同研究が多い○フリーアドレス型の修研室オープンなスペースで自由に議論教員連絡先：sekiguchi@ee.tut.ac.jp学生居室：C2-601ホームページ：http://int.ee.tut.ac.jp/pim/○コアタイムなし自分たちでスケジュール管理 ## Page (追加)19 ![Page (追加)19の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000019.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 電流密度(mA/cm2)QRコード自動的に生成された説明集積光デバイスグループ(山根研究室)電気・電子情報工学系集積電子システム分野准教授山根啓輔研究概要半導体結晶の持つ様々な特性を引き出し、新機能デバイスの実証を進めています。テーマは“結晶制御技術で世界を変える”です。そして、スケールは原子の世界から宇宙まで対象にしています。例えば、原子レベルでの構造制御によって、宇宙空間などの過酷環境で耐える半導体素子が実現できます。また、シリコン基板上に自在に集積可能な発光素子が実現されれば、全世界に広がる光通信のネットワークに革命を起こすことができます。本研究室では次世代の半導体市場に求められる技術の根幹にチャレンジし続けます。電子デバイス産業新聞(2017.7.20)第一原理計算を用いた結晶特性の予測5標準太陽光照射下4固体ソースRF-MBE(EpiQuestRC2100WT)Ga,In,As,P,Sb系固体ソースMg,Sドーパント窒素：RFプラズマセル高温Geセル高融点材料用EB蒸着装置321変換効率3.0%曲線因子0.63000.20.40.60.81.0電圧(V)研究室の特徴研究室見学情報教員連絡先:yamane.keisuke.ue@tut.jpこんな学生に向いています！研究室公開：C2-607•遊び心を持って取り組める人（好奇心と心意気のある人）•一発当てたい人WORKHARD,PLAYHARDER•経験値を大切にしたい人 ## Page (追加)20 ![Page (追加)20の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000020.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 電流比[In-well/IPG]ChangeofCurrentRatio光の吸収深さ[µm]教員連絡先info-bio学生居室C2-601主な研究施設:VBL研究室HPhttp:,://IRES2int,@C2-602.intee.eetut,.tutC3-602ac.jpac/.biojp集積化バイオセンサ・MEMSグループ（崔研究室）研究概要電気・電子情報工学系集積電子システム分野准教授崔容俊集積化バイオセンサシステムと次世代MEMS・センサ融合デバイスの実現を目指してLSI技術で病気の診断や脳科学・生命科学に貢献できる研究を行っています．世界的にユニークなLSI・センサ・MEMS研究施設を有しており，学生自らチップの設計・製作・評価・装置操作・メンテナンスを行います．これらの施設を利用し独創性の高いデバイス開発を行っています．・水素イオンイメージセンサ・非標識バイオイメージセンサIoTバイオセンサ化学センサ・可変プラズモニックメタマテリアル・農業用マルチモーダルセンサ・機械学習型マルチモーダルセンシング・フィルタフリー波長検出センサ・表面プラズモニックバイオセンサ光波長の検出と応用可視光領域の波長と光の性質フィルタフリー波長検出センサセンサの構造と波長検出の原理センサの断面模式図センサによる光波長の識別結果[1]フィルタフリーイメージセンサアレイセンサの画素構造12108642Nonfilter(100%)NDfilter1.0(≃10%)NDfilter2.0(≃1%)AbsorptiondepthinSilicon(1/e)1412108642[1]Y.J.Choi,K.Nakano,etal.,Biosensors,vol.12,no.11,p.1033(2022)センサの設計から応用実験までの流れ0460500540580620660700740780波長[nm]0センサ作製の流れ表と裏側の電流を同時に読み出す画素構造を提案光計測システム分光光度計CMOSイメージセンサフィルタフリー波長検出センサ3×3アレイセンサ波長のイメージングDiffractionGratingRGB可視光領域の波長を４万以上に識別光学部品を必要としないCMOSプロセスにより光学センサの小型化〇高感度と波長選択性×高価・大型でポイント計測〇高速観察、デバイスの小型化×３波長のみ検出，空間情報のずれバイオ分野への展開フィルタフリー波長センサの応用波長情報の可視化を実現するフィルタフリーイメージセンサ応用研究のメカニズム小型・高速細胞定量システム次世代のウィルス検出システム小型クロロフィル計測システム波長の検出波長変化の検出吸光度測定フローサイトメトリーの構造LaserSampleDichroicmirrorSensorComputer提案するシステムの構造[3]光環境によるクロロフィルa,bの変化ThroughwaySidescatterdetector装置が大規模・複雑BandpassfilterForwardscatterdetector(Luminex)〇単一細胞を複数の波長から高速解析×光学部品により大型と高い高価になる→POCTの応用が難しいクロロフィル計測システム[4]フィルタフリー細胞定量システム[2]AFM画像(Phasemode)‣SAM‣抗体(IgG)‣抗原(S-protein)コロナウィルスの検出結果0.120.10.094クロロフィルa,bの計測結果波長検出・波長変化検出・吸光度測定により計測システムの小型化・高性能化に応用複数の蛍光ビーズをリアルタイムで識別200nmLSPRの設計と電界シミュレーション0.080.060.040.0200.0020.012Control(PBS)100pg/ml0.0311ng/ml10ng/mlS-proteinConcentrationリアルタイムでCov-19の検出と定量を実現クロロフィルの計測により植物の光環境推定[2]T.Ideetal.,SensorsandActuatorsB:Chemical,vol.350,p.130896(2022)[3]Y.J.Choi,T.Sakae,etal.,Appl.Phys.Express,vol.16,p.012012(2023)[4]Y.J.Choietal.,Jpn.J.Appl.Phys.vol.61,p.SD1041,2022研究室の特徴Ⅳ．過去５年間の就職先（Sony,Kioxia,TEL,Disco,Jaxa,Panasonic,Rhom,Simazu,Micron,Screen,Samsung,浜松ホトニクス他)※澤田・高橋・野田研究室と共に【集積化バイオセンサ・MEMSグループ】として活動を展開しています．研究室見学情報教員連絡先:info-bio@int.ee.tut.ac.jp学生居室:C2-601,C2-602,C3-602主な研究施設:VBL,IRES2２０２１年秋２０２３年卒業・修了式研究室HP:http://int.ee.tut.ac.jp/bio ## Page (追加)21 ![Page (追加)21の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000021.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 応用物性プロセス研究室（岡田研究室）総合教育院/電気・電子情報工学系集積電子システム分野教授岡田浩研究概要半導体デバイスは、コンピューターや携帯電話に搭載される「弱電デバイス」というイメージがありました。窒化物半導体(GaN)などの新材料は、数100Vの高い電圧の制御や、高温など過酷環境でも動作する半導体デバイスの可能性があります。高効率なハイブリッド/電気自動車の実現に重要な新たなパワーエレクトロニクスや、過酷な環境でも動作する集積エレクトロニクスも期待されています。本研究室では、パワーエレクトロニクスや耐環境性エレクトロニクスに着目し、窒化物半導体やナノ材料を組み合わせた先進的な電子デバイスの構築を目指しています。私たちの暮らしと電気持続可能社会の実現には、太陽光発電など自然エネルギーの活用が鍵。しかし、送電は交流、太陽光発電は直流で、電化製品はそれぞれ電圧が異なる。つまり、あらゆる所で電力変換が必要です。大切なエネルギーを効率的に使うパワーエレクトロニクスの革新が求められています。研究室が取り組むGaNデバイス技術青色LEDの材料である窒化物半導体(GaN)は、パワーエレクトロニクスでも活躍が期待される優れた特性をもつ半導体です。パワーエレクトロニクスで活躍する新たしい技術として、私たちの研究室では、以下の検討を行っています。•特性の優れた絶縁体/GaN構造の形成技術の開発•GaNの集積回路技術の確立ゲート絶縁膜（堆積膜）2次元電子ガス(チャネル）ソースAlGaNGaNゲートドレイン•ノーマリーオフトランジスタのエンハンスメント動作•高温動作化（界面反応抑止）•適切な絶縁体/半導体界面の形成により、界面トラップ低減、動作安定化•新規の絶縁膜形成技術の開発と、絶縁膜/GaN界面制御技術の検討•平坦性、高い絶縁耐圧を有する独自の絶縁膜堆積技術を開発将来構想新たなGaN集積回路の検討豊橋技術科学大学は、集積回路の作製評価が可能な世界的にもユニークなLSI工場を有しており、技術やノウハウの蓄積があります。この利を活かして、他の研究機関では困難なGaN集積回路の検討を進めています。これまでエレクトロニクスは、室温など、人間の生活環境で活躍してきました。一方、高温や放射線環境はエレクトロニクスが苦手な領域。GaNデバイスはこうした過酷環境のエレクトロニクスを可能とするポテンシャルがあります。これまでのエレクトロニクスの限界を広げることは、私たちの暮らしに大きな貢献ができると考えています。(a)Fieldoxide(SiO2)depositionbyplasmachemicalvapordeposition(PCVD)PCVDfieldSiO2p-GaN(NMg~1017cm-3)GaNsubstrate(b)Selectivelow-doseSiionimplantationforD-MOSFETSiO2protectivelayerphotoresistSin-(c)Electrodeformationbylift-offSiO2gateinsulatorSE-MOSFETD-MOSFETDGSDG研究室の特徴研究室見学情報○本学LSI工場を活用したデバイス作製、評価解析、シミュレータなど多角的なアプローチ○独自装置の開発/改良を通じた実践的な技術教員居室:岡田(B-306)https://www.tut.ac.jp/university/faculty/las/131.html学生居室:C2棟6F力の涵養にも努めています。○集積電子システムの各研究室と協力した研究体制をとっています。 ## Page (追加)22 ![Page (追加)22の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000022.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 https://sites.google.com/view/kawanogroupAqrcodeonawhitebackgroundDescriptionautomaticallygenerated集積回路・センサシステムグループ（河野研究室）研究概要次世代半導体・センサ科学研究所(IRES2)教授河野剛士「脳とコンピュータが接続される…」そんな未来が想像できますか？私たちの研究室では，半導体工学，MEMS，ナノテクノロジー，また応用側の電気生理学，脳神経科学の両方からこの技術を実現するためのエレクトロニクス，‘ニューラルインタフェース’の研究を進めています．このような研究は，脳と機械を接続するブレイン・マシン・インタフェース（BMI）の研究分野だけでなく，脳神経科学や脳治療にも貢献することができます．Material,micro/nanodeviceNeuroscienceApplications(e.g.,BMI)VLS/NanoGr.FilmGr.OpticalGr.CircuitGr.AnimalGr.研究室の特徴o世界で最も細い電極技術o自分たちでデバイス設計，製作，評価o自分たちでマウスを用いた計測評価もできるo今後は世界で最も長期安定な脳計測を目指す研究室見学情報連絡先教員居室C-603kawano@ee.tut.ac.jp学生居室C2-605https://sites.google.com/view/kawanogroupKawanoResearchGroup ## Page (追加)23 ![Page (追加)23の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000023.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 教員連絡先info-bio学生居室C2-601主な研究施設:VBL研究室HPhttp:,://IRES2int,@C2-602.intee.eetut,C3-602.tutac.jpac/.biojp集積化バイオセンサ・MEMSグループ（高橋研究室）電気・電子情報工学系集積電子システム分野(兼務)研究概要次世代半導体・センサ科学研究所(IRES2)教授高橋一浩集積化バイオセンサシステムと次世代MEMS・センサ融合デバイスの実現を目指してLSI技術で病気の診断や脳科学・生命科学に貢献できる研究を行っています．世界的にユニークなLSI・センサ・MEMS研究施設を有しており，学生自らチップの設計・製作・評価・装置操作・メンテナンスを行います．これらの施設を利用し独創性の高いデバイス開発を行っています．・高精細イオンイメージセンサ・神経伝達物質イメージセンサ・フィルタフリー多波長検出センサ・MEMSIoTバイオセンサ化学センサ・可変プラズモニックメタマテリアル・農業用マルチモーダルセンサ・機械学習型マルチモーダルセンシングMEMS＊IoTバイオセンサ携帯可能な次世代の健康管理・病気診断技術＊MEMS・・・（MicroElectroMechanicalSystems）機械のように「動く半導体」で、機器の小型・高性能化、ICチップへの機能集積化・多機能化する技術家庭や医療現場での疾患の早期発見に向けてバイオマーカーやウイルス、神経伝達物質などの生体内物質の検出やオンチップ集積化に向けた研究を行っています．簡易的な病気診断光干渉型MEMSセンサオンチップ集積化・血液等に含まれる生体内物質・超低濃度分子を測定可能(60ag/ml)・病気由来で血中濃度が変化・設備が大規模で高コスト・種々の疾患の存在や進行度を評価・測定に専門的な処理が必要生体分子例：バイオマーカー（PSA,CEA,CA125）バイオマーカーの濃度変化から疾患を特定デジタルELISA株式会社スクラム医療現場により近い診断方法を目指す「simoa」https://www.scrum-net.co.jp/product/list/immunoassay/simoa_hd1.html・COVID-19の重症・重篤患者に対する、バイオマーカーが現在注目されている検出原理電子回路生体分子の吸着でMEMSの膜が変形・電気的検出→小型集積化・非標識バイオセンシング・インフルエンザウイルスの検出に挑戦中次世代の病気診断技術として期待この時点で重症化を予測血液一滴で気軽に病気診断設計作製一体化・PSA(前立腺癌に対するバイオマーカー)の検出に成功・検出下限(LOD)は1fg/mlという低濃度を達成超高感度で腫瘍マーカーの検出に成功分子吸着膜の変位透過率変化光電流変化検出回路上へMEMSセンサの一体化に成功原子膜を用いたMEMS化学センサ単分子を検出する超高感度センサ可変プラズモニックメタマテリアルナノスケールの動きによって発色を制御原子の単層膜グラフェン・最も薄い物質（0.3nm）・質量あたり最も広い表面積（3,000m2/g）・最も強靱な物質（破壊強度130GＰa以上）・最も堅い物質（ヤング率1000GPa以上）・ガス不透過性（He気体をブロック）・高い電子移動度（Siの100倍以上）②グラフェンの機能化によるウイルス検出(インフルエンザウイルスの場合)ウイルスと結合グラフェン＋＋研究室の特徴①サスペンデッドグラフェン上での分子質量検出分子の吸着で振動の速度が変化シアロ糖鎖（シアル酸にウイルスのHAが結合）アミノピレン（架橋剤：グラフェンと結合する分子）コロナウイルスを1個から検出原子一層から成る可動膜吸着分子の質量を測る「分子の体重計」環境中のウイルスを可視化し，安全な社会活動を行うキーデバイスに!!・100yg/Hz(1yg=10-24g)の質量感度・化学物質・生体分子の単分子検出・猛毒ガスによるテロ対策に応用Sタンパ・呼気から病気を検査すクることも可能を捕捉ウイルス受容体（抗体など）・作業者の感染リスクなし・数分で検出・誰もが使用可能・空気中のウイルスも検出可能・スマホへの搭載Plasmonice-skinMEMS可変カラーフィルタex.太陽光一画素バックライト不要皮膚に貼り付けて画像を表示する電子皮膚⇒消費電力の約8割を削減色制御①MEMS可変プラズモニックカラーフィルタ・ナノワイヤを配列し均一な物質として振る舞う人工光学物質（メタマテリアル）・波長情報と空間情報を同時に検出するハイパースペクトルイメージング②エラストマーナノシートを用いたカラーフィルタMEMSで駆動可能なナノ膜厚の伸縮性プラズモニックメタマテリアルを実現研究室見学情報・SEM画像MEMSアクチュエータと一体化した可変フィルタ・ナノ膜厚のゴムシート中にナノワイヤを埋め込んだメタマテリアル・皮膚に貼り付けて画像を表示する電子皮膚に応用TransmissivecolorsAlmetasurface2μmⅡ．企業との共同研究（グループ全体で約20社），他大学や外部研究機関との連携研究を推進し，異分野融合研究を積極的に進めています．※澤田研究室，野田研究室と共に【集積化バイオセンサ・MEMSグループ】として活動を展開しています．教員連絡先:info-bio@int.ee.tut.ac.jp学生居室:C2-601,C2-602,C3-602主な研究施設:VBL,IRES2２０１８年夏ゼミ(岐阜)２０２０年秋研究室HP:http://int.ee.tut.ac.jp/bio ## Page (追加)24 ![Page (追加)24の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000024.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 教員連絡先info-bio学生居室C2-601主な研究施設:VBL研究室HPhttp:,://IRES2int,@C2-602.intee.eetut,C3-602.tutac.jpac/.biojp集積化バイオセンサ・MEMSグループ（野田研究室）電気・電子情報工学系集積電子システム分野(兼務)研究概要次世代半導体・センサ科学研究所(IRES2)准教授野田俊彦集積化バイオセンサシステムと次世代MEMS・センサ融合デバイスの実現を目指してLSI技術で病気の診断や脳科学・生命科学・環境・農業分野等に貢献できる研究を行っています．イオンイメージセンサを応用し植物体内の可視化，複数ガスの同時計測やにおいセンシングの研究を行っています．また，学内には世界的にユニークなLSI・センサ・MEMS研究施設を有しており，学生自らチップの設計・製作・評価・装置操作・メンテナンスを行い，これらの施設を利用し独創性の高いデバイス開発を行っています．農業用マルチモーダルセンサ植物体内の物理量・化学量を可視化・高精細イオンイメージセンサ・神経伝達物質イメージセンサ・フィルタフリー多波長検出センサIoTバイオセンサ化学センサ・可変プラズモニックメタマテリアル・農業用マルチモーダルセンサ・機械学習型マルチモーダルセンシング植物工場に代表されるスマート農業では，植物の生育状態をモニタリングすることが重要です．イオンイメージセンサ技術を応用して，植物体内の物理量・化学量を可視化する植物刺入型のセンサを開発しています．植物の生育に必要な必須栄養素や，光合成によって産生された糖などの量（濃度）や輸送の様トマト茎へのセンサ刺入1.76mm子を本センサで可視化する事により，植物工場の生産効率の向上や，植物生育メカニズムの解明に3.8mmつながると期待されます．植物刺入型イオンイメージセンサトマトに酸性溶液を吸水させた時の茎内pH変化のイメージング機械学習型マルチモーダルセンシング複数のイオン・ガス・においセンシングを実現検出特性が異なる複数のセンサを組み合わせて多項目を計測し，そのデータ解析に機械学習技術を利用してマルチモーダルセンシングを実現する，新しいセンシングアプローチに取り組んでいます．CMOS集積回路技術で作製技術の融合により，複数イオンの同時計測，複数ガスの同時計測やにおいセンシングの実現について研究を進めており，農業や介護・医療，バイオサイエンスの分野への展開を検討しています．9種類の感応膜を成膜したセンサガス応答パターン①におい分子におい感応膜におい分子吸着センサ素子膜の性質変化を検出・電気信号出力パターン作成機械学習・ビッグデータ解析におい1チップ上に応答が異なる4種類の感応膜を成膜したガスセンサにおい①におい②におい③においの応答パターンガス応答パターン②ガス応答パターン③画像出力型ガス(におい)センサ研究室の特徴Ⅲ．海外実務訓練、学会発表（国際・国内）への参加，論文発表等の支援を行っています．Ⅳ．過去３年間の就職先（Sony,Pannasonic,Kioxia,TEL,Disco,Simazu,Micron,Screen,Samsung,浜松ホトニクス他)※澤田研究室，高橋研究室と共に【集積化バイオセンサ・MEMSグループ】として活動を展開しています．２０１７年夏ゼミ(京都)２０２０年卒業・修了式研究室見学情報教員連絡先:info-bio@int.ee.tut.ac.jp学生居室:C2-601,C2-602,C3-602主な研究施設:VBL,IRES2研究室HP:http://int.ee.tut.ac.jp/bio ## Page (追加)25 ![Page (追加)25の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000025.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 QRコード自動的に生成された説明専用計算システム研究室（市川研究室）電気・電子情報工学系情報通信システム分野教授市川周一研究概要本研究室では，急速に進歩する論理LSI技術を踏まえて，各種応用に特化した「専用システム」の設計・評価を行っています．ソフトからハードまで広範囲を扱う研究室です．●FPGA(FieldProgrammableGateArray)を利用して，柔軟でカスタマイズ可能な専用システムを構築し，基礎研究から産業応用まで幅広い分野への適用を狙います．●各種応用に特化したプロセッサの設計，並列処理による高速化などを研究しています．●近年重要性を増している「セキュリティ分野」に専用回路技術を応用してゆきます．32-bitLFSRCsourcecode研究HLSLogicdesignclangoLLVM128-bitLFSR(下位32bit)(Original)CBEHLS右の例は研究室OBの論文からObfuscatedCsourcecodeObfuscatedlogicdesign(O,B,F,S)松岡佑海,藤枝直輝,市川周一:"難読化ツールoLLVMを用いたハードウェア難読化手法の評価,"電気学会論文誌D,vol.139,no.2,pp.111--118(2019)荻堂盛也,市川周一,藤枝直輝,山田親稔,宮城桂:"動的部分再構成を用いた耐故障化手法のXilinxZynq-7000SoCによる試作,"電気学会論文誌D,vol.141,no.2,pp.93--99(2021).正岡秀崇,市川周一,藤枝直輝:"内蔵LFSRとサンプリング間隔の揺らぎを利用した乱数生成手法,"電気学会論文誌D,vol.141,no.2,pp.86--92(2021).設計設計と検証設計データダウンロードWikimedeacommonsFile:XeroxColorQube8570-Maincontroller-XilinxSpartanXC3S400A-0205.jpgFPGAはプログラム可能なLSI．動作中でも，機能を何度でも変更できる．研究にも実用にも使える技術．実装評価実装例：自作評価ボード（左），制御用FPGAボード（右）企業との共同研究例：匿制御回路の秘研究室の特徴研究室見学情報○電気・電子情報工学系の中でも，情報科学・情報工学に関する研究室です．連絡先：市川周一(ShuichiIchikawa)Email:ichikawa@tut.jp○ディジタル回路・論理回路の設計を行うので，CADによる設計・シミュレーションが多いです．○担当教員は，特殊法人や電機会社でプロセッサの設計開発（実務）を行っていました．研究情報の詳細はURLを御覧ください個人http://www.ccs.ee.tut.ac.jp/~ichikawa/研究室http://www.ccs.ee.tut.ac.jp/ich/ ## Page (追加)26 ![Page (追加)26の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000026.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 ReceivedPower[dB]QRコード自動的に生成された説明ワイヤレス通信研究室（上原・小松研究室）電気・電子情報工学系情報通信システム分野教授上原秀幸研究概要助教小松和暉無線を究め，人と地球に優しい通信技術を創る無線は私たちの生活を豊かにする無限の可能性を秘めています．私たち「ワイヤレス通信研究室」では，通信理論，信号処理およびネットワーク・アーキテクチャ等を基礎として，人と人だけでなく，人とモノ，モノとモノをつなぎ，周波数やエネルギーなどの限られた無線資源を有効利用できる通信方式やネットワーク制御方式，さらには無線センシング情報を利用した新しいワイヤレス・システムの創出を目指しています．ワイヤレス通信信号処理同一帯域内で送信と受信を同時に行う同一帯域内全二重ワイヤレス通信実現のための自己干渉AI機械学習キャンセラの開発や，低消費電力端末のためのワイヤレス通信方式及びディジタル信号処理技術の開発を目指しています．屋内位置推定および端末識別システムワイヤレス・センシングNetworksCommunicationsSensingWireless所望信号自己干渉除去電波伝搬特性や高周波回路の物理的特性を利用して，人やモノの位置推定や無線端末を識別できる新しいワイヤレス・シ自己干渉ステムの開発を目指しています．Frequency×105[Hz]AP同一帯域内全二重マルチホップ無線ABワイヤレス・ネットワークC膨大な数のモノとモノがつながるIoTでは，干渉に強く，低遅延，低消費電力で高い接続性が求められます．D我々は，メディア・アクセス制御やトポロジ制御などトポロジ制御メディア・アクセス制御のリソース利用効率の高いプロトコルを設計／構築し，様々な現場のIoT化を目指しています．研究室の特徴研究室見学情報○理論(数学)，シミュレーション(プログラミング)，実験(ものづくり)のそれぞれでみなさん研究室：C2-301/302/308研究室HP：https://www.comm.ee.tut.ac.jp/の強みを活かせます○物理層技術，ネットワーク技術，応用システムのそれぞれでみなさんの強みを活かせます○学生の主体的な研究活動を推進していますお問い合わせuehara@tut.jp,C-609komatsu.kazuki.ow@tut.jp,C-414 ## Page (追加)27 ![Page (追加)27の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000027.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 対向した平板電極で電力を伝送ブタの皮膚を用いた実験電磁波工学研究室（田村研究室）研究概要本研究室では特にマイクロ波・ミリ波技術をもとに、海底探査機や水中ドローン、建物や工場内の危険な場所におけるヘルスモニタリング用センサへのワイヤレス電力情報伝送を研究しています。また、情報通信技術を応用して動画や画像など大容量のデータを伝送するための次世代ワイヤレス通信回路も開発しており、安全で安心な真のユビキタス社会の実現を目指しています。電気・電子情報工学系情報通信システム分野教授田村昌也助教MaodudulHasan立ち⼊らずに内部情報を収集可能スマートファクトリの実現様々なものへのワイヤレス電力情報伝送ワイヤレスで、世界は変わる。大容量通信を実現する6G向けRF回路工場・輸送機内の機器へ給電○自分のアイディアを創造する○kHzからGHzまで駆使して設計する○ものづくりでカタチにする研究室の特徴研究室見学情報教員連絡先：tamura@ee.tut.ac.jp学生居室：C2-303,304研究室HP：http://www.comm.ee.tut.ac.jp/em/index.htmlスマート漁業や海洋生物の保護水中ドローンへ給電運動障害者向け電気刺激デバイスやペースメーカのバッテリーレス化体内医療機器へ給電自己干渉除去RFフロントエンドTxアンテナRxアンテナカプラ振幅・位相制御回路TxBBRxBBアレーアンテナ自己干渉除去回路医療現場から救援ロボットまで遠隔操作を実現シールタイプWPTデバイスインプラントリードキャビティ受電モジュール送電器３D送受電器アクティブ集積アレー ## Page (追加)28 ![Page (追加)28の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000028.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 通信信号処理研究室（竹内研究室）電気・電子情報工学系情報通信システム分野准教授竹内啓悟研究概要未来の通信では，現状に比べて格段に高い要求基準を満たすために，常識を打ち破る画期的な通信方式の創出が欠かせません．通信の世界におけるパラダイムシフトを実現する戦略として，本研究室では分野横断的な視点で研究を進めています．他分野における研究成果を通信の世界に持ち込むことで，新規の通信方式を実現するとともに，通信の分野における研究成果を本質的に同じ問題を扱う他分野に発信することで，通信を含む幅広い分野の学術・産業の発展に貢献することを目指しています．大規模MIMO(Multiple-InputMultiple-Output)究極の研究目標下記３条件を満たす究極の復調法の創出1.計算量理論的に最小限の計算量で復調する．1.性能性能の理論限界を達成する．基地局に大規模なアンテナアレイを備えて，多数のユーザの信号を同時に復調する．1.適用範囲どんな通信路にも使用可能である．メッセージ伝播復調法機械学習分野の推定法を復調に応用する．数値実験による復調性能の比較悪AMPCAMP復調法計算量性能適用範囲AMP[1]最小限理論限界狭いEP理論限界EP[2]多理論限界広い能性CAMP[3]最小限理論限界やや広い[1]D.L.Donoho,A.Maleki,andA.Montanari,“Message-passingalgorithmsforcompressedsensing,”Proc.Nat.Acad.Sci.,vol.106,no.45,pp.18914–18919,Nov.2009.[2]K.Takeuchi,“Rigorousdynamicsofexpectation-propagation-basedsignalrecoveryfromunitarilyinvariantmeasurements,”IEEETrans.Inf.Theory,vol.66,no.1,pp.368–386,Jan.2020.良[3]K.Takeuchi,"Bayes-OptimalConvolutionalAMP,"IEEETrans.Inf.Theory,vol.67,no.7,pp.4405-4428,Jul.2021.良通信路の品質悪研究室の特徴研究室見学情報○研究裁量制（コアタイムはない）○成果主義（努力は評価しない）○個人主義（縦社会でない）○個別指導（先輩は指導しない）教員連絡先：takeuchi@ee.tut.ac.jp教員居室：C-408学生居室：D4-201，D4-202，D4-203，D4-205研究室HP：https://comm.ee.tut.ac.jp/csp/ ## Page (追加)29 ![Page (追加)29の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000029.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 応用電磁気研究室（羽賀研究室）電気・電子情報工学系情報通信システム分野准教授羽賀望研究概要本研究室では，電磁界解析技術を基盤として，ワイヤレス給電や人体近傍無線通信に関する研究を行っています．特に，以下のような課題に取り組んでいます．•無線結合器（コイル／電極）と電子回路からなるシステムを統合的に設計するための，無線結合器の回路モデリング技術→回路工学とアンテナ工学の橋渡し•電磁ノイズを外部に出さない，または外部の電磁ノイズに強いシステムの設計•システム効率を正確に見積もるための，測定・解析精度の向上ワイヤレス給電送信側ZigBeePCZigBee受信側ZigBeeArduino信号発生器減衰器測定対象検波器独自の電磁界解析手法：コイルの構造や材質が与えられれば，測定データなしに回路モデルの素子定数ArduinoとZigBeeモジュールを用いた測定システム：制御用PCとのを特定→システムの時間応答／周波数特性の数値接続を無線化し，高周波ケーブル解析が「桁違い」に高速化の影響を排した測定を可能に人体近傍無線通信PICマイコンを用いた測定システム：人体の姿勢変化に対する信号伝送特性の変化を計測ウェアラブル端末を用いた個人認証は非接触ICカードのハンズフリーな代替課題：環境電磁ノイズへの耐性研究室の特徴研究室見学情報○ユニークで精緻な電磁界解析技術→研究室で開発したライブラリを用いて，最先端の解析プログラムを開発できます．教員連絡先：haga.nozomi.ok@tut.jp学生居室：C3-310，C3-311研究室HP：https://www.comm.ee.tut.ac.jp/○学生の創意工夫を活かす測定システム→ポピュラーな電子部品を活用した主体的な開発を歓迎します． ## Page (追加)30 ![Page (追加)30の画像](https://img01.ebook5.net/tutrac_seeds/ZshXu1/contents/image/book/medium/image-000030.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 スマートシステム研究室（ショウ研究室）電気・電子情報工学系情報通信システム分野准教授ショウシュン研究概要当研究室では、スマート社会の実現に必要なエッジコンピューティング、情報ネットワーク、スマートシステムに関する研究を行っています。研究においては、コンピューティング、コミュニケーション、人工知能の融合を重視し、持続可能な未来社会に向けた情報通信インフラや高度なアプリケーションの提供を目指して、研究開発に取り組んでいます。①エッジコンピューティング②情報ネットワーク③スマートシステム①深層強化学習を用いたエッジコンピューティングにおける最適なリソース割り当てテーマ：スマート社会を支える情報通信インフラ③深層強化学習を用いたスマートエネルギーシス②深層学習を用いたマルチパスTCP転送技術テム研究室の特徴研究室見学情報○研究裁量制（コアタイムなし）○チームワークを重要視○学生からの提案を推奨○海外との共同研究や学生の国際会議での発表を推進教員連絡先：shao.xun.ls@tut.ac.jp教員居室：C-403GoogleScholar情報:https://scholar.google.co.jp/citations?user=53ub8A4AAAAJ&hl=ja