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エネルギー科学 >> 電気理工学

非線形材料学

[ 准教授 坂口英継 , 准教授 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

電子物性デバイス工学

[ 教授 吉武剛 , 准教授 Abdelrahman Zkria , 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 、レーザーアブレーション 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 、 デバイス 創製 のための 新 しい 要素技術 としてレーザーを 駆使 した 方法 の 開発 に 積極的 に 取 り 入 れている 。 他大学・ 高専 からの 進学者 と 外国人留学生 が 多 く 様々 な 出身者 が 集 まった 研究室 である 。


●ダイヤモンドや 酸化 ガリウム 等 のワイドギャッ プ 半導体 による 極環境 でも 動作 するセンサーお よび 光電変換素子 の 開発
●ダイヤモンド 中 への 量子 センターの 創製 のため のプロセス 開発 とその 量子 センサーおよびバイ オマーカーとしての 応用
●半導体 へのスピン 注入 とそれに 基 づく 半導体 ス ピンデバイスの 創成


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