電気電子工学科研究室紹介

半導体ナノテクノロジ研究室

教授:池田 正則

ナノスケールの新しい機能薄膜材料の開発

パソコンやスマートフォンを代表とする電子情報通信機器の高性能化は半導体集積回路の発展によって支えられてきました。半導体デバイスはナノスケールまで微細化され、今後は新しい機能材料によるブレークスルーが求められています。本研究室では超高真空下での表面分析や電気的評価手法を用いて、半導体極薄膜の形成過程、半導体・誘電体薄膜や半導体表面の電子状態を調べ、新しい機能材料や評価技術の開発に取り組んでいます。

【主な研究テーマ】
●多結晶シリコン薄膜の結晶性評価装置の開発
●半導体極薄膜の形成過程に関する研究
●表面光電圧法を用いた半導体表面の電子状態評価
●陽極化成誘電体薄膜の電気伝導機構に関する研究

ワイヤレス通信研究室

教授:石川 博康

日々進歩するワイヤレス通信システムの更なる発展を目指す

電気電子工学科ワイヤレス通信研究室現在、携帯電話、無線LAN、カーナビゲーションといった様々なワイヤレス通信システムが広く普及していますが、 高品質で安定した通信サービスを実現するためには高度かつ多様な無線伝送技術が必要となります。本研究室では、主に計算機上に構築したシミュレーションソフトウェアを用いて、次世代移動通信システムのセル構成法や高速伝送技術、無線LANの運用・エリア構築の効率化など、ディジタル無線伝送技術に関する研究開発を行うと共に、GPSの測位精度改善手法やUAVを用いた位置検出手法に関する研究に取り組んでいます。これらの研究を通じて、ワイヤレス通信システムの更なる発展に寄与することを目指します。

【主な研究テーマ】
●移動通信、衛星通信、固定通信などの無線通信システムに関する研究
●GPSや無人航空機(UAV)を用いた測位技術の研究
●次世代移動通信システムの電波伝搬特性やセル構成法に関する研究
●ソフトウェア無線プラットフォームを用いたディジタル信号処理技術の研究

研究室ホームページ

磁気工学研究室

教授:遠藤 拓

人と磁気のより良い関係を目指す

denki_jikikogaku私たちが取り組んでいるのは、磁気に関する研究です。人が物事を記憶するのと同じように、パソコンに使われている磁気ディスク装置には、画像や音声などの情報を、磁気を用いて記録することができます。私たちはこのような磁気記録装置を高性能化し、人に役立つものになるよう研究しています。新しい評価装置を自作したり、計算機シミュレーションを用いて磁気記録の様子や雑音の原因を解明したりしながら研究を進めています。また、磁気を利用した人工臓器の開発も始めました。このように、私たちは人間の内外から磁気とのより良い関係を目指し、日々研究をしています。

【主な研究テーマ】
●新しい高密度磁気記録方式に関する研究
●スパッタ法による磁性積層膜の作製
●磁性粒子の磁化反転のメカニズムの解明
●高速で磁化率を測定する装置の改良
●磁界を利用した新しい人工臓器の開発

コミュニケーション工学研究室

教授:嶌田 聡

映像を起点に知の形式化、蓄積、流通を実現

SANYO DIGITAL CAMERA

近年、高性能な情報端末や高速ネットワークの普及により、日常において映像に触れる機会はますます増大しています。当研究室では、映像に内在する知識の発見や活用を支援する映像メディア処理技術やインタラクション技術について研究しています。また、スポーツ、農業、医療、介護などの分野での実践研究を展開し、暗黙知の形式化や集合知による知識創造と流通を継続的に行う映像型ソーシャルネットワーキングシステムを開発して、現代のニーズに応えていきます。

【主な研究テーマ】
●映像検索・映像要約技術
●マルチメディア情報による技能の可視化
●映像の知識化に関する研究
●知識創造のための映像ソーシャルメディアシステムの開発

研究室ホームページ

コミュニケーション工学研究室

助教:村上 佳弥

医療安全に活かすシステムの開発

現在までのヒヤリ・ハット事例をもとに、医療ミスの起こりやすいシチュエーションについて検討し、その対策として「医療技術の可視化」や「映像を用いた教育」の実践に向け、システムの開発をおこないます。

【主な研究テーマ】
●医療安全工学

【メッセージ】
医療現場で遭遇する「ヒヤリ・ハット」を削減し、重大な医療事故を起こさせないようなシステムを、安全工学や人間工学の視点から考えていきます。

電気エネルギー工学研究室

教授:千葉 玲一

機能性セラミックスで、環境に優しいエネルギーを

燃料電池は変換効率が高いため将来の発電システムとして期待されています。本研究室では、最も発電効率の高いとされる高温作動型の燃料電池(固体酸化物燃料電池、Solid Oxide Fuel Cell)の大幅な性能向上を目指し、新規な燃料電池用セラミック材料の探索を行っています。また、セラミック材料の高温物性、相安定性、界面反応解析など基礎的な研究も行っています。

【主な研究テーマ】
●固体酸化物形燃料電池のセル特性向上の検討
●固体酸化物形燃料電池用新材料の探索と高温物性評価
●固体酸化物形燃料電池材料の相安定性の検討
●ゾルゲル法による新しいナノコンポジット触媒層の作製と電池への応用
●燃料電池用バイオガス生成の研究

パワーエレクトロニクス研究室

教授:渡部 仁貴

電源多様化に必要なシステム開発

denki_powerelectoronics電源の多様化には、発電システムの開発とともに利用形態の多様化にも対応することが必要です。発電システムの開発で重要な事は電気変換効率が高いことです。そのため、燃料から電気への変換効率が高い燃料電池の有効利用の研究開発を進めています。あわせて、利用形態にあった電力を得るために、インバータをはじめとするパワーエレクトロニクスの応用研究も進めています。

【主な研究テーマ】
●木質バイオマス由来燃料での燃料電池発電
●畜産廃水を用いたバイオ燃料電池発電
●バイオ燃料電池の電極特性

情報メディア教育システム研究室

教授:渡邊 博之

コンピュータネットワークの教育への適用

denki_jyohomediakyoikusystem当研究室では、ネットワークを介して学習を支援し、学力の向上を目指す研究を進めています。その一つがインターネットで、遠隔地でも授業ができるようにする双方向の教育支援システムであるWebCAIの開発です。また、WebCAIの回答データを分析し、結果を個別学習に活かしています。さらに、生体計測機器を用いて学習時の脳波や眼球運動を測定することにより、効率よい学習や学力向上のためのメカニズムの解明にも取り組んでいます。

【主な研究テーマ】
●学習支援システムの開発
●教育支援コースウェアのデータ分析
●生体計測機器を用いた学習メカニズムの解明

【主な設備】
●サーバ/負荷分散装置:富士通T5140×2台、富士通IPCOM EX1000LB
●アイマークレコーダー:EMR-9(nac社)
●脳波測定装置    :MP-150(BIOPAC社)、ATAMAPⅡ(KISSEI COMTEC)
●6面分割ディスプレイ:HP DL380G8×2台
●大判プリンター   :P8050(EPSON、B0ノビ)
●動体検出システム  :PC、SONYカメラ

【メッセージ】
夢、愛、勇気など大事なことは目に見えません。「見えない」から厄介ですが面白いものです。「見えない」ものは理解することによって「見える」ようになります。学習メカニズムの解明はその一つです。

研究室ホームページ

電気機器研究室

准教授:乾 成里

人と地球の未来に役立つリニアモータの開発

denki_denkikiki当研究室では、一方向にまっすぐ動くだけではなく、二方向に動くことのできるX-Yリニア誘導モータ(LIM)・同期モータ(LSM)の最適設計を目指して研究を進めています。基礎的な分岐・制御特性を明らかにするため、LIMを分岐に用いた搬送・分岐システムを使用して、台車の分岐等に関する研究を行います。また、X-YLSMと磁気浮上システムの連携についての研究にも取り組んでいます。エネルギー効率が良く、地球にやさしいリニアモータを製作し、その理論体系を構築し、交通機関や工場の搬送装置等として利用できるシステムを開発することを目標に日々の研究に励んでいます。

【主な研究テーマ】
●磁界の数値解析によるリニアモータの最適設計
X-Y LIM(X-Yリニア誘導モータ)を用いた搬送・分岐システムの特性
X-Y LSM(X-Yリニア同期モータ)の基本特性
●新しい磁気浮上システムの開発

光工学研究室

准教授:四方 潤一

情報通信と医工学の未来を拓く光技術

denki_hikarikogaku21世紀の情報通信では、光ファイバ通信のさらなる超高速・大容量化が求められています。さらに伝送情報も従来の文字・音声・画像の情報から新しい生命に関わる情報も含め、深化・多様化が期待されています。私たちは、このようなニーズから生み出された最先端の光ファイバを、半導体レーザ光や広帯域な光を用いて高精度・簡便に計測・評価する新技術を研究しています。また、電波と光の中間の波長をもつテラヘルツ波は、人体に無害ながらX線のように物質を透過する性質をもつ新しい「光」であり、新応用が期待されています。私たちは、すでにレーザ光からテラヘルツ波を発生させることに成功しており、テラヘルツ波を光のように細く絞り、生体の組織や細胞に照射して生命情報を読み出し、高精細に画像化する研究を進めています。

【主な研究テーマ】
●非線形光学効果によるテラヘルツ波発生の研究
●表面電磁波を用いたテラヘルツ光学デバイスの研究
●テラヘルツ波の高感度計測に関する研究
●テラヘルツ分光・イメージング技術の研究

計測制御システム研究室

准教授:髙梨 宏之

【主な研究テーマ】
●歩行者・自転車行動のモデル化に関する研究
●悪天候時の運転支援に関する研究
●システム同定(モデル化手法)に関する研究
●次世代型側弯症診断システムに関する研究

研究室ホームページ

薄膜機能材料研究室

准教授:高橋 竜太

パルスレーザー堆積法による原子や分子を積み木構造

原子や分子をレゴブロックのように積み重ね、自然界にはない人工的な結晶を作っています。このような薄膜の実験装置の開発から、薄膜の作成プロセスの開発、そして新しいデバイス材料を作り、持続可能な(サステーナブルな)環境社会に相応しい電気電子材料の開発を進めています。

【主な研究テーマ】
●機能性薄膜の合成と評価

【主な設備】
パルスレーザー堆積装置

研究室ホームページ

メソスコピック物性研究室

准教授:羽田野 剛司

メソスコピック系の物理の解明とデバイス応用

メソスコピックとは、ミクロ(微視的)よりは大きく、マクロ(巨視的)よりは小さい領域のことです。この領域では、数個(大体10個未満)の電子が電子デバイスの中に存在し、クーロン力により互いに非常に強い影響(電子相関)を受けます。また、電子は量子力学によって支配されているので、粒子と波という異なる2つの性質を併せ持ちます。このような特徴のため、メソスコピック領域では量子力学効果を利用した新しい電子デバイス(量子効果デバイス)が実現します。量子効果デバイスを利用すると、従来のコンピュータとは異なる動作原理を持つ量子コンピュータが実現可能となります。最近、メソスコピック領域では、炭素原子1個の厚さ(0.34nm)しかないグラフェンやたった直径数nmのカーボンナノチューブ(グラフェンを筒にしたもの)といった物質に注目が集まっています(1nmは100万分の1mm)。当研究室では量子コンピュータの実現を目指して、グラフェンやカーボンナノチューブなどを用いた新しい量子効果デバイスの研究を行っています。

【主な研究テーマ】
●グラフェンを用いた量子効果デバイスの研究
●カーボンナノチューブを用いた量子効果デバイスの研究
●量子コンピュータ実現に向けた要素技術の研究

研究室ホームページ

制御工学研究室

准教授:西田 豪

制御系の非線形性を活用する制御理論の研究

当研究室では、あらゆる制御対象が持ち得る非線形性を有効活用する「非線形制御理論」を研究しております。非線形とは,制御系の入出力が単純な比例関係でない場合を指し、例えば、自動車の圧雪路やドリフト走行時におけるタイヤの摩擦特性や、医療補助具や人間共存ロボットの人体接触時における柔軟性などが挙げられます。これらの非線形性は、従来の設計法では取り扱いが困難であり、制御性能が十分に引き出されない場合がありました。そこで、非線形性を簡潔に表現できる数理モデルを考案し、数値計算法と制御設計法の融合を行う事で、適用範囲が広く効果的な制御理論を提案しています。

【主な研究テーマ】
●自動車のドリフト走行や圧雪路での横滑りなどに適用できる非線形制御
●ドローンやロボットなどに対する深層学習を用いたモデル高精度化
●スマートグリッドにおける太陽光発電予測に基づく需要最適制御
●蓄電池や化学反応炉などを表す非線形分布定数系の低次元モデル化
●非線形最適制御におけるハミルトンヤコビ方程式の数値解法
●柔軟性を考慮した人体の姿勢制御

【主な設備】

研究室ホームページ

生体生理工学研究室

准教授:村山 嘉延

生命の神秘を探求し医療に役立てる最先端の医工学

ヒトを含む哺乳動物から魚、昆虫、植物に至るまで、「生きている」生体は無機物とは明らかに異なる理(ことわり)に従っています。神秘的にさえ感じられる生命の活動を十分に把握するためには、新しい計測手法の開発とともに、未知の情報を解析する技術を必要とします。当研究室では、体温、熱とゆらぎをキーワードに新しい科学技術を駆使し、卵子からヒトまで生命の本来の姿を探求することで生命の健康を見守るための研究を行っています。

【主な研究テーマ】

●ヒト生殖補助医療における受精卵の品質評価
●マイクロ流路を用いた母胎を模倣する受精卵培養法
●基礎体温の時系列変動データ解析と女性の生涯健康管理への活用
●ウェアラブルデバイスによる常時ヘルスデータ収集が及ぼす心理的影響
●細胞内ラベルフリータイムラプス動画解析
●マイクロ流路振動子を用いた人工知能の開発および生物情報処理
●再生医療を支える周辺工学技術

研究室ホームページ

スピントロニクス研究室

専任講師:石川 瑞恵

スピントロニクスを利用した次世代デバイスの開発

スピントロニクスは、大学4年生までの授業では扱われない最先端の研究分野です。その技術は、既に私たちの身の回りにあるパソコンやサーバーといった電子機器に利用されており、これからの社会を支える上で重要な技術となっています。
当研究室では、スピントロニクスの次世代デバイスとして期待される”SiスピンMOSFET(Silicon Spin Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)”の実現に向け、デバイスの作製・検討を行いながら、その動作原理の解明や性能の向上を目指し、日々研究を取り組んでいます。

【主な研究テーマ】
●半導体中でのスピン伝導評価に関する研究
●SiスピンMOSFET応用に向けた材料開発
●高濃度Si基板の開発
●高規則度ホイスラー合金の作製

【主な設備】
アニール炉
スパッタ装置

【メッセージ】
研究を通して得た知識・技術・考え方などは社会に出ても使えるスキルばかりです。当研究室では、社会に貢献できる人材の育成に努めます。

研究室ホームページ

電波応用研究室

専任講師:道山 哲幸

電波のエネルギー伝送技術と医療・化学・環境への応用

当研究室では電波の非通信利用技術に注目し、中でもマイクロ波のエネルギーを医療・環境・食品・化学材料の分野で有効に利用する研究を行っています。例えば、電磁波加熱技術によるがん治療機器の電極開発、人体または物質が持つ電気的特性、通信機器を取り巻く電磁界環境の正確な評価の研究、無線で電力を供給するのためのアンテナを研究しています。

【主な研究テーマ】
高周波の大電力伝送技術に関する研究
●がん治療用マイクロ波凝固療法用アンテナの開発
●がん治療用ラジオ波ハイパーサーミアの研究
●治療機器開発用の模擬生体材料の作製
●生体のマイクロ波帯電気特性の測定
●医療機器使用時の電磁界環境計測に関する研究
●無線給電用電極の開発とその電磁環境評価

【主な設備】
ベクトルネットワークアナライザ
3次元電磁界解析ソフトウェア
マイクロ波帯域の電気特性測定器
マイクロ波治療用発振器
電波暗室