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エネルギー科学 >> 電気理工学

光エレクトロニクス

[ 教授 浜本貴一 , 助教 Jiang Haisong（姜 海松）]

日々の健康を気軽にモニタするための小型呼気センシン グ光集積回路 、 将来の IT 機器内高速配線用の超高速半導体レーザ 、 将来の光通信容量を飛躍的に増大させる光多重伝送用の光集積回路などを研究しています 。 AI 技術を取り入れた最先端の光導波路技術を開拓し 、 画期的な光デバイスを実現しようとしています 。


●携帯健康診断を目指した光バイオセンシングデバイス “ 呼気 人間の息 センシング用光集積素子を研究して います 。 将来の健康診断装置等への適用を目指し 、 セ キュリティシステムや携帯端末などへ搭載可能な光セン シングシステムの研究を行っています 。
●超高速ネットワークを目指した次世代半導体レーザ 世界で初めて実証した アクティブ MMI 現象 を用い 、 世 界最高速比 100 1 000 倍以上の Tbps 級動作を目指した超高
速半導体レーザの研究を行っています 。 ●超大容量通信用空間モード多重デバイス 現在の 1000 倍以上の伝送容量増大を目指し 、 空間モード を人工的に交換することのできる光モードスイッチ 世 界初 を研究しています


エネルギー科学 >> 電気理工学

光デバイス工学

[ 教授 濱口達史]

次世代のウェアラブルディスプレイや、究極のクリーンエネルギーと言われる核融合によるエネルギー生産を実現するための新技術の研究を行っている。具体的には、これらのキーデバイスとなる次世代の半導体レーザを実現するため研究を行っている。レーザー製造のための半導体ウェーハープロセスを中心に、素子評価、設計、シミュレーション、AIなどを駆使する。2025年度に新設された研究室で、一緒に立ち上げを進めてくれる元気でエネルギッシュな学生さんを募集しています。


●フルカラー半導体レーザー形成技術の研究
●超高出力半導体レーザー実現のための位相同期技術の創成
●光ピンセットをはじめとする光渦レーザー形成技術の創成


エネルギー科学 >> 電気理工学

電離反応工学

[ 准教授 山形幸彦 , 准教授 堤井君元]

電離反応を利用したプラズマプロセスは、通常の環境下では起こらない物理・化学的効果を発現可能であり、エレクトロニクス・材料分野から環境・エネルギー分野まで、持続可能社会を支える最先端技術です。私たちはプラズマやレーザーを駆使した①各種製造プロセスの開発・最適化やデバイス性能の解析、②過酷な環境下で使えるエレクトロニクス材料・デバイスやヒトにやさしいバイオ機能材料・デバイスの開発など、次世代を切り拓く先端的研究に取り組んでいます。


●プラズマ／レーザープロセスのレーザー計測法によ るパラメータ計測と反応制御
●パルスレーザー計測法による窒化物半導体の温度／ 歪みの非接触測定法の開発
●ナノ構造カーボン材料の電子エミッターへの応用
●ワイドバンドギャップ材料を用いた高温ダイオード および高温キャパシターの開発
●超硬質材料の表面機能制御とバイオ機能評価


エネルギー科学 >> 電気理工学

非線形材料学

[ 教授 森野佳生 , 助教 翁長 朝功]

非線形な問題に対して物理・数学・情報学的知見を活用して様々な理論的研究を領域横断的に行っている（図１）。カオス・フラクタルなどの非線形科学や多数の要素が強く相互作用する複雑系に関しては数値シミュレーションなどを活用した理論的研究を行っている。
また、結合振動子系や複雑ネットワークの解析・機械学習アルゴリズム開発などを通して、電力網などを含む非線形動的システムの障害に対する頑健性解析、非線形動力学に基づく機械学習・脳模倣型AIに関する解析（図２）、実データを予測分類する数理情報学的なデータサイエンス研究等も行っている。その他にもボーズ凝縮体がつくる渦ソリトンの解析や、粘菌と呼ばれるアメーバ様単細胞生物の集合過程に現れるスパイラルパターン（図３）の解析等を行ってきた。より詳しくは研究室ウェブサイトを参照されたい。


●非線形振動子の集団同期
●様々な実データの数理的解析
●非線形動力学に基づく頑健性解析や機械学習アルゴリズム開発
●ボース・アインシュタイン凝縮体の渦ソリトン
●細胞性粘菌の集合ダイナミクス


エネルギー科学 >> 電気理工学

電磁応用工学

[ 教授 吉武剛 , 助教 楢木野 宏]

センシング材料とデバイス、さらにはデバイス創製のための要素技術を含めたプロセスと評価技術に関する研究を、材料創製からその評価、さらにはデバイス作製までを一貫して行うことで遂行している。センシング材料の創製にはスパッタ法、同軸型アークプラズマ堆積法などの物理気相成長法を主に用いている。近年、宇宙空間などの極環境でも動作できるIoTデバイスを創製することを目的として、オールダイヤモンドによる光、磁気、化学センシングデバイスの創製に注力している。


●宇宙をはじめとする極環境で動作できるオールダイヤモンドによる光、磁気、化学センシングデバイスの創製
●酸化ガリウム膜のダイヤモンド上へのヘテロエピタキシャル成長に基づいたpn接合型光受光素子の創製
●物理気相成長法によるナノダイヤモンド膜成長のプロセス開発と硬質被膜、生体親和被膜などとしの応用