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准教授 山形幸彦 , 准教授 堤井君元, 　
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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

教授 浜本貴一 , 助教 Jiang Haisong（姜 海松）, 　
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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

教授 吉武剛 , 准教授 Abdelrahman Zkria , 助教 楢木野 宏, 　
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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

准教授 坂口英継 , 准教授 森野佳生 , 助教 翁長 朝功, 　
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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

教授 Wang Dong（王 冬） , 准教授 山本圭介, 　
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当研究室では、情報通信機器の構成部品である集積回路（LSI）の更なる高性能化・多機能化のために、More Moore, More than Moore, Beyond CMOS等といった新技術の研究を行っています。 具体的には、トランジスタや発光デバイスといった半導体素子を高性能化するための、IV族半導体プロセス技術（薄膜材料形成・加工技術）の研究、デバイス試作、材料の電子・光機能の評価とその技術開発を行っています。これらの研究を行うための、200 m2のクリーンルームと各種プロセス装置・評価装置を完備しています。 当研究室では、修士課程（2年間）の学生には「応用物理学会（全国）での発表」と「国際学会への投稿」を標準的な課題として設けています。

●先端CMOSにおける材料・プロセス技術開発
●Geオプトエレクトロニクス
●GeトンネルFET, スピンMOSFET
●ガラス/プラスチック基板上のGe, GeSn-TFT
●3C-SiC MOSFET技術開発

教授 服部励治, 　
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この研究室では新規の電子ディスプレイを中心 に研究・開発しています。現在、取り組んでいる のは「有機ELディスプレイ」と「マイクロLED ディスプレイ」。この他にも周辺技術となる薄膜 トランジスタ、無線電力伝送、タッチパネルにも 研究範囲を広げています。ディスプレイ技術は毎 年毎年目まぐるしく変化していっていますが、 我々も変化を恐れず新しい技術に積極的に取り組 んで行きます。また、大面積でフレキシブルな ディスプレイを作る時に重要な技術となる有機エ レクトロニクスの研究も行っています。この研究 室では材料からアプリケーションまで幅広い知識 と経験を得ることが可能です。

●フレキシブル透明有機ELディスプレイの研究
●マイクロLEDディスプレイの研究
●容量結合型心電センサーの研究
●無線電力伝送技術の開発

教授 齋藤渉, 　
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私達の生活は電気エネルギーを使うことで成り 立っており、電気使用量は増加の一途をたどって います。環境・エネルギー問題の対策として、ク リーンエネルギーである電気エネルギーの使用比 率を上げることは必須です。特に、CO2を排出し ない再生可能エネルギーによる発電を増やしてい くことは世界的に取り組まれています。
電気エネルギーを制御により有効利用する技術 として、パワーエレクトロニクスという分野があ り、パワーエレクトロニクス回路において、電気 エネルギー制御に用いられる半導体デバイスをパ ワーデバイス、もしくは、パワー半導体デバイス と呼びます。
本研究室では、低炭素社会の実現に向けてパ ワー半導体デバイスの研究開発を行い、新たな電 力ネットワークの創生を目指しています。

●新規パワー半導体デバイスの開発
●パワー半導体インテリジェント制御技術の開発
●高機能パワー半導体モジュール集積技術の開発

教授 西澤伸一, 　
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私達の生活・産業は、高度情報・電力化社会へ 向かい、エネルギー消費量の増大が進んでいます。 一方、COP21に代表される温暖化ガス排出削減、 地球環境・資源制約などのためにエネルギー消費 の抑制が求められています。この矛盾は、社会イ ンフラからエンドユーザ機器，生活から産業、あ らゆるスケール・レベルで共通の課題です。
この課題を解決するため、パワーエレクトロニ クスは、マイクロエレクトロニクス、材料技術、 情報技術などと融合した新しい技術領域へ変貌し つつあります。本研究室では、再生可能エネル ギーの積極的導入、情報化社会からIoT、E－モビ リティなどのメガトレンドにあわせて、この新し いエレクトロニクスとそのシステム（グリーンエ レクトロニクス）の実現を目指して、電力エネル ギー有効利用の視点に立ち、研究を進めています。

●パワー半導体材料・デバイスプロセスの研究
●パワエレ受動部品・集積化技術の研究
●パワエレ信頼性・設計技術の研究

教授 林信哉, 　
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通常は私たちの身の回りにはない高エネルギー粒 子であるプラズマを用れば，これまで不可能であっ た技術が可能になります．「医療」「バイオ」「農 業」「環境」の各分野で役に立つプラズマの新しい 応用技術の研究開発を行っています．
プラズマは高いエネルギーを持ちますが寿命が短 いため，化学薬品とは異なり，薬剤の残留性の心配 がない安全無害な応用が可能です．この利点により 人と環境に優しい医療器材用プラズマ滅菌器や農産 物殺菌装置，食品殺菌装置を開発しています．また， 植物に酸素プラズマを照射することで植物の成長を 促進させる研究も行っています．
また，細胞に酸素プラズマを照射しがん細胞を殺 滅する研究を行っています．一方でT細胞，B細胞， マクロファージといった免疫細胞に酸素プラズマを 適度に照射することで免疫細胞を活性化し，病気の 予防につなげる研究も推進しています．

●酸素プラズマによる人と環境に優しい滅菌器
●プラズマ照射によるがん細胞の殺滅とメカニズム
●酸素プラズマによる免疫細胞の活性化

教授 山本直嗣 , 准教授 森田太智, 　
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手のひらサイズの小型人工衛星用ロケットから 有人惑星間航行用のレーザー核融合ロケットエン ジンまで様々な次世代宇宙推進に関する研究およ び開発を、実験、計算機シミュレーションの両面 から進めています。さらに宇宙機のシステム設計 も行っています。
また、天体観測や衛星観測だけでは理解が難し い超新星残骸における衝撃波、太陽フレアにおけ る磁力線再結合、地球のバウ衝撃波等の高エネル ギー現象に似た状態を地上で再現し、詳細に計測 することで、宇宙の高エネルギープラズマ現象の 研究も進めています。

●手のひらサイズの小型イオンエンジンの開発
●ホールスラスタにおける異常輸送の解明
●電気推進機の自動制御に関する研究
●レーザー核融合ロケットの原理実証研究
●高強度レーザーによる天体プラズマ現象の研究

教授 渡辺幸信 , 准教授 金政浩 , 助教 川瀬頌一郎, 　
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安全・安心・スマートな未来社会を支える粒 子線物理工学研究
中性子やミュオンといったミクロな粒子線のエ ネルギー・医療・宇宙開発分野への先端的応用を 目指し、物理学と医学・工学の分野融合研究を 行っています。加速器実験・理論計算に加えて数 値シミュレーションの手法を駆使し、がん等の検 査や治療に用いる新しい放射性薬剤製造法の開発、 半導体デバイスにおける宇宙線誘起ソフトエラー 発生機構の解明、高レベル放射性廃棄物の低毒化 や資源化のための核変換、宇宙線ミュオグラフィ による小中規模インフラ設備の透視による劣化診 断、機械学習を用いた放射線計測データの解析技 術開発といった研究テーマに取り組んでいます。

●ミュオグラフィ技術による構造物透視
●宇宙線誘起ソフトエラー発生機構の研究
●加速器中性子源を用いた医療用RI製造
●核変換による高レベル放射性廃棄物の低毒化
●先端放射線検出器およびデータ解析手法の開発

准教授 片山一成 , 助教 大宅諒, 　
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魅力的な次世代エネルギーシステムの開発を目 指し、プロセス工学や熱物質移動工学分野の教育 と研究に取り組んでいます。基礎実験を通じて現 象をモデル化し、これに基づく数値シミュレー ションを活用して最適なシステムを追究します。
最先端科学技術の開発領域では、これまでの知 見のみでは現象を予測することが難しいような状 況が多く現れます。本研究室では、プラズマや超 臨界二酸化炭素と固体壁との界面や、液体金属・ 溶融塩など高温融体の流動場、中性子による核変 換反応場など、特殊な環境下での物質移動現象の 解明とそのモデル化に挑んでいます。また、放射 性物質であるトリチウムの環境動態や、プラズマ を用いた水素製造等にも取り組んでいます。これ らの知見は、核融合炉や次世代原子炉システム、 水素エネルギー利用社会の実現に生かされます。

●核融合発電プラント燃料循環システムの開発
●土壌及び植物における物質移動現象のモデル化
●液体金属及び溶融塩循環システムの開発
●プラズマや触媒等を用いた水素抽出技術の開発

教授 井戸毅 , 助教 長谷川真 , 助教 木下 稔基, 　
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無尽蔵の燃料と高い安全性のため究極のエネルギー源と期待される核融合発電炉を実現するためには、1億度を超える高温プラズマを効率よく生成し、閉じ込める必要があります。それには、高温プラズマの性質を理解することが必要不可欠です。また、高温プラズマは強い非線形性を有する非平衡開放系であり、その性質をどのように解明し、また制御するかは、現代物理学及び工学の最前線の課題でもあります。本研究グループは、球状トカマク装置QUESTを用い、高温プラズマの物理的性質を明らかにするための重イオンやレーザーを用いた計測器の開発とそれを用いた物理研究を展開し、かつその知見に基づいて定常核融合炉に適した制御法を開発するための研究を進めています。

当研究室は、核融合システム理工学（花田・恩地）研究室、先進プラズマ理工学（出射・池添）研究室と協力して教育・研究を進めています。

●磁場閉じ込めプラズマ中の乱流及び不安定性の研究
●重イオンビームプローブによるプラズマ乱流計測
●レーザー散乱を利用した電子温度、密度計測器の高性能化
●球状トカマク装置のリアルタイム制御法の開発
●機械学習を用いた磁場閉じ込め高温プラズマの位置・形状のリアルタイム再構成
●定常運転におけるデータの時系列予測及びフィードバック制御
●遠隔実時間データ収集・データ処理・データ閲覧と遠隔実験

教授 花田和明 , 助教 恩地拓己, 　
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定常核融合炉の実現を目指して先進的プラズマ診断 ・プラズマ波動加熱 ・プラズマ対向壁の能動的制御をテーマに研究を行っています。実験では球状トカマクとしてアジア最大の装置QUESTでGHz帯の大電力高周波によってプラズマを生成・加熱し、その振る舞いを調べています。またプラズマ-壁相互作用は壁温に依存する性質があるため、高温壁を利用した粒子制御実験とモデリングを進めています。近年は液体金属を利用した先進的プラズマ対向壁の開発も開始しました。QUESTはオンキャンパス（筑紫）の装置であり、実験・技術開発の現場を実体験できます。

「当研究室は、出射・池添研究室、井戸研究室と協力して教育・研究を進めています。」

●世界最長の定常球状トカマクプラズマ中の粒子循環の理解
●世界で唯一の高温壁を用いた燃料粒子制御
●波動からプラズマへのエネルギーと運動量移行の理解と応用
●プラズマ・気体・固体間の相互作用の理解と制御
●用途に応じた計測器や分析法の開発

教授 出射浩 , 准教授 池添竜也, 　
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宇宙で輝く恒星の内部では核融合反応が起きています。将来の究極のエネルギー源として期待される「地上の太陽」の実現に向けて、世界各国が協力して核融合炉の研究開発を進めています。
筑紫キャンパスにアジア最大の球状トカマク装置QUESTを構え、RFを用いた核融合プラズマの生成・加熱・維持、プラズマ診断・制御の研究、および必要な高周波・ミリ波要素部品の開発等に取り組んでいます。ITER、核融合（原型）炉で用いられるような大電力ミリ波要素部品の開発は、国内外の大学・研究所との共同研究で進めています。また、多彩な複雑性を秘める高温プラズマの普遍的な性質を探求する物理研究も行っています。関連する実験技術と解析、数値計算、物理議論を習得するための総合的な教育を行います。
当研究室は、核融合システム理工学（花田・恩地）研究室、核融合プラズマ物性制御工学（井戸・長谷川）研究室と協力して教育・研究を進めています。

●トカマクプラズマの非誘導立ち上げシナリオの構築
●プラズマ波動を用いた先進プラズマ加熱、電流駆動、制御手法の開発
●電磁波を用いた高温プラズマ計測技術の開発
●大電力ミリ波要素部品の開発
●磁化プラズマの巨視的・微視的不安定性の学理
●高速電子とホイッスラー波の相互作用に関する地上実験

教授 藤澤彰英 , 准教授 永島芳彦 , 助教 西澤 敬之, 　
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プラズマ科学の基礎的研究から高温プラズマを生成す る核融合基礎実験装置を用いた研究まで幅広い研究 テーマに取り組む 。 主にプラズマ乱流 、 輸送現象 、 計測法 開発 、 非線形データ解析など 、 極限プラズマに関する教 育と研究を行う 。

●ダイナモ磁場 , ゾーナル流の自発形成 機構解明
●乱流と輸送の非線形相互作用による プラズマの自己組織化機構の解明
●レーザーやマイクロ波による先進的 プラズマリモートセンシングの開発
●トモグラフィーによる乱流の多次元構 造のダイナミクスの観測
●データ駆動プラズマ科学

准教授　Moon Chanho（文 贊鎬）, 　
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プラズマ科学の基礎的研究から高温プラズマを生成す る核融合基礎実験装置を用いた研究まで幅広い研究 テーマに取り組む 。 主にプラズマ乱流 、 輸送現象 、 計測法 開発 、 非線形データ解析など 、 極限プラズマに関する教 育と研究を行う 。

●ダイナモ磁場 , ゾーナル流の自発形成 機構解明
●乱流と輸送の非線形相互作用による プラズマの自己組織化機構の解明
●レーザーやマイクロ波による先進的 プラズマリモートセンシングの開発
●トモグラフィーによる乱流の多次元構 造のダイナミクスの観測
●データ駆動プラズマ科学

教授 山田琢磨, 　
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実験室プラズマを用いて 、 プラズマ乱流内の非線形素過 程の解明に取り組む 。 プラズマ乱流に発生する多スケー ル構造を観測する測定器の開発や非線形結合解析を通 じて 、 プラズマ乱流に関する教育と研究を行う 。

●ダイナモ磁場 , ゾーナル流の自発形成 機構解明
●乱流と輸送の非線形相互作用による プラズマの自己組織化機構の解明
●レーザーやマイクロ波による先進的 プラズマリモートセンシングの開発
●トモグラフィーによる乱流の多次元構 造のダイナミクスの観測
●データ駆動プラズマ科学

教授 糟谷直宏, 　
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核融合プラズマに関するシミュレーション研究 にスーパーコンピュータを用いて取り組む。磁場 閉じ込めプラズマで重要な役割を果たすプラズマ 乱流について、自発的構造形成機構を中心にシ ミュレーション研究を行う。また、プラズマ実験 とプラズマシミュレーションから得た乱流場デー タを対照させる数値診断により、プラズマ乱流を 研究する新しい方法論(乱流統合診断)を開拓する。 さらに、核融合プラズマの輸送問題について、炉 心、周辺等の支配法則を探求し、それら物理過程 を統合した核融合炉シミュレータを開発すること により、核燃焼プラズマの自己完結的な時間発展 シミュレーション実現をめざす。これら研究を通 じて、実験観測対象を模擬する複合的な計算機シ ミュレーションのための教育を行う。

●プラズマ乱流の構造形成と選択則に関する研究
●乱流場の数値診断シミュレーション研究
●核燃焼プラズマ統合コードの開発研究
●マルチスケールプラズマシミュレーション研究

教授 榊泰直, 　
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高強度光レーザーとの物質の相互作用によって 生じる強烈な電場を使って、次世代型粒子加速器 の研究開発を行っています。特に、粒子計測法と 機械学習を融合させた新規計測技術開発を目指し ます。
実験と開発は京都府木津川市量子科学研究開発 機構関西研究所にあるレーザー施設を用います。

●高強度レーザー光を利用した最先端粒子加速の 開発
●蛍光媒質を利用した高エネルギー粒子診断法の 開発
●データサイエンス援用型高精度計測システムの 開発
●機械学習による新規知識の獲得法の開発

准教授 小菅佑輔, 　
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高温プラズマにおいてみられるプラズマ乱流現 象、輸送現象、自己構造形成やそのダイナミック スについて、解析、計算機シミュレーション、お よび実験データ解析に基づいた幅広い教育と研究 を行う。

●乱流プラズマによる非線形構造励起過程のモデ リング
●中性粒子ープラズマ相互作用に関する研究
●位相空間乱流に関する研究
●輸送モデリング
●数値プラズマ乱流シミュレーション研究
●データ駆動科学を用いた乱流ダイナミクス研究

教授 田中謙治, 　
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磁場閉じ込め高温プラズマのレーザーやマイク ロ波を用いた計測手法の開発と、それを用いた物 理研究を行っています。
実験と開発は岐阜県土岐市核融合科学研究所の 大型ヘリカル装置で行います。

●炭酸ガスレーザーを用いた高温プラズマの電子 密度の空間分布および乱流揺動の計測手法，お よびその解析プログラムの開発
●マイクロ波光源を用いた高温プラズマのイオン 温度計測手法の開発
●高温プラズマの閉じ込め性能評価と乱流揺動に 関する研究

教授 加藤太治, 　
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近未来のエネルギー源として開発されている核融合炉の超高温プラズマや炉材料中の原子過程について量子論レベルでの研究を行なっています。また、宇宙の高エネルギー現象(太陽や重力波天体)の理解のための天体観測との連携研究も推進しています。
核融合科学研究所（岐阜県土岐市）の研究施設を用いた研究・教育を行っています。

●核融合・天体プラズマ中の多価イオンの非平衡原子過程
●中性子星合体で合成されるランタノイドイオンのオパシティ
●重元素セラミックスの蛍光スペクトル
●ダイバータプラズマと固体表面での水素リサイクリング