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学科紹介 - 教育・研究

学科紹介 - 教育・研究

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電気電子工学専攻

4年生になると、大学院の研究室に所属して卒業研究を行います。
以下は電気電子工学専攻の研究室・研究内容の紹介です。

電子デバイス工学講座

感性ナノバイオセンサ研究室

メンバー:都甲 潔 主幹教授/栗焼 久夫 准教授/田原 祐助 助教/小野寺 武 准教授(味覚・嗅覚センサ研究開発センター)/矢田部 塁 助教(味覚・嗅覚センサ研究開発センター)

課程:電子通信工学/計算機工学

キーワード:味覚センサ、匂いセンサ、バイオセンサ、機能性電子材料、光蓄電池

写真-電気電子工学-プラズマ工学研究室感性ナノバイオセンサ研究室は「味覚センサ」の開発に世界で初めて成功しました。味覚・嗅覚センサ研究開発センターのセンター長を兼務する都甲潔主幹教授を中心に主に次のような研究を行っています。

  • バイオとエレクトロニクスを融合した科学技術により開発した味覚センサのさらなる高機能化
  • 抗原抗体反応を利用して,爆薬や香料などの匂い物質を超高感度で検出する犬の鼻を超えるセンサの開発
  • 血液、尿、汗、唾液など生体液中の低分子をターゲットとしたバイオセンサの開発
  • 雲母やグラファイトのような層状物質を用いた光蓄電池やガスセンサ、酸素センサの研究
また、これらの研究を基に、多方面への応用・展開を試みる研究を行っています。

 

 

集積磁気デバイス研究室

メンバー:松山 公秀 教授/田中 輝光 助教

課程:電子通信工学

キーワード:磁気メモリ(MRAM)、強磁性薄膜デバイス、マイクロマグネティクス、スピントロニクス

写真-電気電子工学-集積磁気デバイス研究室我々の研究室では、ナノメーターサイズ(十万〜百万分の一ミリ)の微細加工技術を用いて強磁性体(磁石)に3次元的な極微構造を形成し、新しい物性物理現象の発現を試みると共に、その応用に向けた研究を推進しています。具体的には、ハードディスクや将来のメモリとして注目を集めているMRAMなどに代表される次世代の超高密度情報記憶デバイスや、従来の論理演算素子には無い柔軟な機能を備えた高機能論理演算素子などへの応用を目指して、実験およびコンピュータシミュレーションを駆使して最先端の研究開発を行っています。

 

プラズマ工学研究室

メンバー:白谷 正治 主幹教授/古閑 一憲 准教授/徐 鉉雄 助教

課程:電気電子工学/電子通信工学

写真-電気電子工学-プラズマ工学研究室本研究室では、革新的プラズマの創生を目指して、

  1. プラズマ中の反応制御による高品質・高スループットプロセス技術の開発、
  2. プラズマを用いたナノブロック作製と応用、
  3. プラズマ-表面相互作用を主要研究課題としている。

以下の研究を行っている。

●薄膜太陽電池製造用プラズマプロセスの革新

●太陽電池用超高品質光安定a-Si:H作製用プラズマ技術開発

●ナノ粒子を用いた革新的次世代太陽電池材料開発

●プラズマ異方性CVDを用いた、微細構造への薄膜堆積

●LSI用超低誘電率層間絶縁膜用ナノ粒子含有膜の創成

●プラズマを用いたナノシステム構築に関する基礎研究

●核融合実験炉内に発生する微粒子(ダスト)の発生・成長機構解明

 

 

有機電子デバイス研究室

メンバー:林 健司 教授

課程:電子通信工学/計算機工学

キーワード:有機エレクトロニクス、センサデバイス、匂いセンサ、可視化、バイオメトリクス

研究画像-電気電子1-有機電子デバイス研究室私たちは有機エレクトロニクス材料を用いた機能性デバイスを研究開発しています。有機エレクトロニクス材料は多様な機能を生み出すことができ、金ナノパーティクル、分子ワイアやナノファイバなどの低次元材料、光を用いたイメージング技術、分子特性に基づく包括的センシング技術などを基盤とし、機能性デバイスを創りだす鍵となるナノスケールの現象を積極的に利用した研究を展開しています。生物の嗅覚に匹敵する能力を持つセンサ、高い機能性を持つ有機デバイス、匂いの可視化技術、さらにセンシング情報を使った匂いマッチング解析やデータベースサービスなどの開発に取り組んでいます。

 

スピントロニクス・デバイス研究室

メンバー:湯浅 裕美 教授

課程:電子通信工学/電気電子工学

キーワード:スピントロニクス、磁気デバイス、磁性積層膜

研究画像-電気電子1-スピントロニクス・デバイス研究室私達のライフスタイルを大きく変えたインターネットが、今後は電子空間だけでなく実空間でもモノや人を結びつけます。そこで必要となる電子デバイスは、質・量ともに桁違いにジャンプアップするため、これまで以上に革新的な技術が求められ、様々な分野で研究がなされています。磁性体に特有の“スピントロニクス”技術は、候補の一つ。スピントロニクスでは、エレクトロニクスで主役だった電子に加え、電子の持つ“スピン”が主役となります。究極的には電子が流れない、ジュール損失ゼロのグリーンなデバイスが実現する可能性をも秘めています。これからの電子デバイス、まだ解は見つかっていません。スピントロニクスの研究から、より良い社会の実現を目指して挑戦します。

 

ナノエレクトロニクス研究室

メンバー:佐道 泰造 准教授

課程:電気電子工学/電子通信工学

キーワード:次世代集積回路、新機能デバイス、シリコン系ヘテロ半導体、結晶成長プロセス

写真-電気電子工学-ナノエレクトロニクス研究室情報通信技術は私たちの生活を支える柱の一つです。情報通信技術の高度化には、膨大な情報を高速かつ正確に処理し伝送する情報処理・通信システムを実現するため、集積回路の高速化・高集積化が重要となっています。現在まで、集積回路の高機能化は、トランジスタの微細化により実現されてきました。しかし、極度に微細化が進んだ結果、微細化による更なる高機能化が物理的限界に直面しています。これを打破するには、デバイスを構成する材料の特性を高機能化し、微細化に頼らずに集積回路の性能を向上する新しいアプローチが求められています。また、ユビキタス社会の実現には、軽量でコンパクトな情報端末が必要となります。このためには、集積回路とディスプレイを融合したシステム・イン・ディスプレイの実現が求められます。
このような背景のもと、私たちは、新しい半導体材料の探索とデバイス応用に関する研究を推進しています。

 

電子材料研究室

メンバー:板垣 奈穂 准教授

課程:電気電子工学/電子通信工学

キーワード:酸化物半導体、エキシトニクス、太陽電池、LED、フレキシブルデバイス

写真-電気電子工学-電子材料研究室新しい材料の発見は、科学技術のブレークスルーを生み出し、産業さらには社会に大きなインパクトを与えます。無機材料は周期律表のほとんどの元素が構成元素候補であり、組成比の組み合わせまで考えると、候補物質数は無限大にもなります。本研究室では「コンビナトリアル法」という超高速材料探索技術を用い、革新的光・電子デバイスを実現する新規半導体材料の探索研究を行います。また、新材料による全く新しい超高速・超低消費電力スイッチングデバイスを創出し、環境、エネルギー、という現代の技術課題に挑戦します。

 

集積電子システム講座

高周波集積回路・マイクロ波通信デバイス研究室

メンバー:金谷 晴一 准教授
       ポカレル ラメシュ 教授(I&Eビジョナリー特別部門)

課程:電子通信工学/計算機工学

キーワード:無線通信、マイクロ波、アンテナ、集積回路

写真-電気電子工学-高周波集積回路・マイクロ波通信デバイス研究室携帯、無線LAN、衛星、光通信を利用したユビキタスコミュニケーションの時代が到来しました。「いつも・どこでもつながる世界」を実現するには、小型で低消費な送受信器が必要です。当研究室では、分布定数線路(※)により小型化・一体化された低雑音増幅器(LNA, Low noise amplifier)、ミキサ回路、電圧制御発信器(VCO, Voltage Controlled Oscillator)を開発しています。また、デジタル/アナログ変換回路・アナログ/デジタル変換回路の開発も行っています。これらは無線通信用LSIとよばれます。さらに、無線通信には無くてはならないアンテナの小型化設計も行っています。
(※)整合回路:電気信号の反射損失を防ぎ最大電力を取り出すために必要不可欠な回路

 

光・電子集積システム研究室

メンバー:加藤 和利 教授

課程:電気電子工学/電子通信工学

キーワード:光エレクトロニクス、光・電子融合制御、光信号処理、組み込みシステム

研究画像-電気電子1-光・電子集積システム研究室現在インターネットにはとても大容量のデータが流れています。今後もさらに増大するデータを情報伝達するためには、新しい概念によるハードウエアの高速化、高機能化、低電力化が必要です。これを実現するものこそ光技術と電子技術のそれぞれの長所を融合した光エレクトロニクスデバイスや光・電子集積システムです。私たちの研究室では、最先端の光技術と電子技術を融合して新しい概念の光エレクトロニクスデバイスや光・電子集積システムを創造、実証することで、社会が直面する課題の抜本的な解決に向けた研究を目指しています。

 

マイクロデバイス研究室

メンバー:浅野 種正 教授/多喜川 良 助教

課程:電子通信工学/計算機工学

キーワード:半導体、LSI、三次元集積回路、ディスプレイ、センサ

写真-電気電子工学-マイクロデバイス研究室トランジスタと呼ばれる優れものがあります。これは、電圧信号によって電流の大きさを瞬時に変えられるものです。コンピュータの中ではデジタル情報を伝えるスイッチ、情報を記憶するメモリなどとして何十億個のトランジスタが情報の処理をしています。また、私たちが生活している空間から、例えば映像、音、健康状態などを検知するにもトランジスタが使われています。私たちの研究室では、用途に応じて進化し続けるトランジスタに関する研究を中心に、それを集積化した電子システムに関する研究を進めています。いわゆるグリーン化を進めるための低電力エレクトロニクスのためのトランジスタ、人に近い情報処理を実現するための並列信号処理チップ、人が中心のインターフェイスを実現するためのトランジスタ技術などにおいて、世界をリードする研究を進めています。

 

マイクロ・ナノレーザーデバイス研究室

メンバー:興 雄司 教授(I&Eビジョナリー特別部門)/吉岡 宏晃 助教(I&Eビジョナリー特別部門)

課程:電気電子工学/電子通信工学

キーワード:レーザー工学、レーザー分光、有機デバイス、光エレクトロニクス

写真-電気電子工学-マイクロ・ナノレーザーデバイス研究室マイクロ・ナノレーザーデバイスグループではレーザー工学・有機光エレクトロニクスに関する研究を行っています。研究の中心は有機材料を利用したマイクロ・ナノ構造を用いた有機レーザー、光ファイバーセンサー、太陽電池、光検出デバイスなどのプリンタブル光デバイスの研究・開発ですが、他にも半導体レーザー、半導体レーザー励起固体レーザー、エキシマーレーザーによる加工、紫外光有機材料プロセスなどの研究も行っており、また、これらの光技術を利用した先端計測の研究にも最近は取り組んでいます。(写真はクリーンルームでの有機レーザー評価実験)

 

ナノ光情報応用研究室

メンバー:竪 直也 准教授/野村 航 助教(分子システムデバイス国際リーダー教育センター)

課程:電気電子工学/電子通信工学/計算機工学

キーワード:ナノフォトニクス、光コンピューティング、光情報デバイス、光情報システム

研究画像-電気電子1-ナノ光情報応用研究室我々の研究室では、ナノサイズの微小空間において発現する光と物質の相互作用の基本原理・ナノフォトニクスに基づいて機能する「ナノ光情報システムの実証的研究」を進めています。ナノフォトニクスの基盤となる「飛ばない光」近接場光は、その局在性ゆえに物質との間で特異な物理現象を誘起し、その有効利用により実現される情報応用は社会のニーズに呼応する微小性・高速性・省エネルギー性を体現すると共に、次世代情報社会の構築における新たなシーズともなります。具体的な研究テーマは、近接場光の特質を活かしたデバイス・システムの構築からそれらの機能を司る基礎物理の解明まで多岐に渡ります。

 

計測制御工学講座

システムデザイン研究室

メンバー:川邊 武俊 教授/村田 純一 教授/湯野 剛史 助教/船木 亮平 助教

課程:電気電子工学/計算機工学

キーワード:制御工学、自動車制御、最適化、学習、電力系統、太陽光発電

写真-電気電子工学-システムデザイン研究室システムデザイン研究室では、主につぎの2つの研究を行っています。1つのグループは、自動車を対象とした運動・振動の制御を研究しています。エコドライブ・安全な自動車制御を目指し、(1)情報を元に人間(運転者)の判断や走行制御系の働きを補佐する運転支援系を構成すること、(2)運転支援系の補佐を十分に利用できる走行制御系を実現することを研究課題としています。これらの課題に対し、制御工学的なアプローチを行っています。もう1つは、大規模・複雑なシステムの設計・運用の研究を行っています。道路網や電力系統などの大規模・複雑なシステムの設計・運用は容易ではありません。そこで、このようなシステム一般を対象とし、システムの設計を自動的に行う学習システム、最も好ましいシステムを導く最適化についての研究を行っています。また、太陽光発電装置が大量に導入された場合の電力系統の運用・制御に関する研究を行っています。

 

超伝導研究室

メンバー:木須 隆暢 教授/井上 昌睦 准教授/東川 甲平 准教授/鈴木 匠 助教

課程:電気電子工学/電子通信工学

キーワード:超伝導、臨界電流特性、先端計測技術、電気電子材料、電力・エネルギー応用

写真-電気電子工学-超伝導研究室本研究室では、地球環境との両立を目指した高度なエネルギー社会の実現に向けて、超伝導技術の研究開発を行っています。超伝導線材では、損失をほとんど無視できる状態で、銅やアルミに代表される従来材料の100倍以上の大電流を運ぶことが可能となります。その優れた性能により、従来技術の壁を打ち破る革新的機器の開発、高効率エネルギー利用、CO2削減のための技術として、広範な分野で応用が期待されています。本研究室では、世界最先端の計測評価技術開発による超伝導材料の特性解明と高性能化、さらにその電力・エネルギー応用のための研究を行っています。国家プロジェクトや民間との共同研究、国際共同研究も積極的に推進すると共に、これらの研究活動を通じて、電気電子工学分野の次代を担う若手研究者、技術者の教育に取り組んでいます。

 

エネルギー応用システム工学講座

レーザー・光応用研究室

メンバー:中村 大輔 准教授

課程:電気電子工学/電子通信工学

キーワード:レーザー応用、分光イメージング、次世代光電子デバイス、ZnOナノ結晶、非侵襲計測

写真-電気電子工学-レーザー・光応用研究室レーザーは科学の最先端技術であり、ブルーレイディスクやレーザーポインタなどの身近な存在から極微細加工や光通信など産業・通信分野、さらには医療分野まで様々に応用されています。これは、通常の光にはないレーザー光のもつ性質(単色性、干渉性、指向性)を活用することで初めて達成できます。本研究室では、紫外発光材料である酸化亜鉛(ZnO)に着目し、レーザーを利用した機能的ZnOナノ結晶の作製および紫外LED、紫外レーザー、ガスセンサなど次世代光電子デバイスへ応用する研究を行っています。その他にも医学部眼科との医工連携の研究として、分光イメージングを利用した非侵襲眼底機能診断技術の開発に関する研究を行なっており、光・レーザーを基軸にした安心・安全な環境と健康の実現を目指しています。

 

静電気応用研究室

メンバー:末廣 純也 教授/中野 道彦 助教

課程:電気電子工学/電子通信工学

キーワード:静電気工学、高電圧パルスパワー工学、プラズマ、Bio-MEMSデバイス、カーボンナノチューブ

写真-電気電子工学-静電気応用研究室静電気工学は電磁気発展の学術的基盤となった歴史の古い学問分野ですが、現在でも様々な分野に応用されています。例えば、大電力輸送を支える高電圧送電技術、インクジェットプリンタ、環境汚染ガス浄化装置、オゾナイザなどその実用的価値は大変大きいものがあります。近年では、バイオテクノロジーやナノテクノロジーにおいて、細胞やカーボンナノチューブなどの微小な物質を精度良く操作するための技術として注目を集めています。我々の研究室では、このように「古くて新しい」静電気工学や高電圧パルスパワー工学に関する研究開発に取り組んでいます。最近は特にこれら技術のバイオテクノロジー、ナノテクノロジーへの応用を指向した研究テーマを重視しており、誘電泳動やマイクロプラズマを利用したナノ物質の操作、改質、そして Bio-MEMS デバイス構築への応用を目指しています。

 

グリーンエレクトロニクス回路研究室

メンバー:庄山 正仁 教授

課程:電気電子工学/電子通信工学

キーワード:グリーンエレクトロニクス、スイッチング電源、ソフトスイッチング、分散電源システム、電源高調波抑制、低ノイズ化、EMC(電磁環境両立性)

研究画像-電気電子2-グリーンエレクトロニクス回路研究室今日の社会では、電気エネルギー無しには生活が成り立たず、今後、益々電力需要が高まって行くことが予想されています。これに対し、地球温暖化などの環境問題の観点から、省エネルギー化(高効率化)や再生可能エネルギー利用を実現する、「グリーンエレクトロニクス」が注目されています。我々の研究室では、これらの課題について、スイッチング電源の回路とシステムの観点から取組んでいます。スイッチング電源とは、電力用半導体素子を数百kHz~数MHzの高周波数でスイッチングすることにより、エネルギーの流れを制御する、省エネルギー形の電力変換器です。最近は、殆どの電子機器の電源部に、スイッチング電源が用いられています。我々は、スイッチング電源の回路やシステムを進化させ、高効率化・高性能化することによって、省エネルギー化を推進し、環境にも優しい未来社会を創ることに貢献しています。

 

超伝導工学研究室

メンバー:岩熊 成卓 教授

課程:電気電子工学/電子通信工学

キーワード:超伝導、超伝導電磁特性、最先端超伝導線、電力応用

写真-電気電子工学-超伝導工学研究室超伝導体の最大の特長は、電気抵抗ゼロと高電流密度性にあります。特に、酸化物超伝導体は-196℃の液体窒素温度領域でも超伝導特性を示し、高効率・低コストで信頼性の高い超伝導応用の新しい領域を切り開く可能性を秘めています。研究室では、超伝導技術の幅広い産業応用を目指して以下のような研究を行っています。

  1. 超伝導電力装置の開発研究:大都市における地下変電所をターゲットとした高効率・高密度送電を可能にする超伝導変圧器、次世代の小型軽量の船舶・航空機等の輸送用の超伝導モータの開発に取り組んでいます。
  2. 酸化物高温超伝導線材・導体の電磁特性に関する研究:超伝導特性の異方性や線材の幾何学的構造などに起因する課題を克服し実用に供する線材開発のために、大電流容量導体化も含めた酸化物超伝導線材・導体の特性評価や高性能化の提案などを発信しています。
 

超伝導システム工学講座

先端磁気センシング研究室

メンバー:圓福 敬二 教授/吉田 敬 准教授/笹山 瑛由 助教

課程:電気電子工学/電子通信工学

キーワード:SQUID磁気センサ、超伝導、先端磁気センシング、バイオセンサ、磁気イメージング

写真-電気電子工学-先端磁気センシング研究室超伝導を利用したSQUIDセンサは地磁気の10億分の1という極めて微弱な磁界を検出することが出来ます。この高感度性を用いることにより、従来にない高性能で新しい機能を持つ先端センシング機器を開発することができ、医療・バイオ、分析・評価、環境計測などの広い分野に応用されています。本研究室では、世界最高レベルのSQUID磁気センサを開発するとともに、このセンサを用いた先端バイオ・非破壊検査装置の開発を行なっています。具体的には、(1)磁気マーカーとSQUIDセンサを組み合わせた磁気的なバイオセンサ、及び(2) SQUIDセンサを用いた磁気イメージングシステムの開発、を目指しています。このために必要な、高感度SQUIDシステムや種々の計測手法の開発を行なっています。

 

超伝導応用研究室

メンバー:柁川 一弘 准教授

課程:電気電子工学/電子通信工学

キーワード:高温超伝導体、液化水素、超伝導応用機器、液面計、送液ポンプ

研究画像-電気電子2-超伝導応用研究室近年の情報通信技術の進歩やその利用範囲の急激な増加により、エネルギー需要は年々拡大していくと予想されています。また、二酸化炭素の排出に代表される地球温暖化等の環境問題が顕在化し、いわゆる「環境にやさしい技術」の確立が急務となっています。このような時代の中で、超伝導技術はエネルギー問題と環境問題の両方を解決できる有力な候補の 1 つとして注目されています。一方で、水素は酸化反応によるエネルギー生成時に副産物として水のみしか排出しないため、次世代のクリーンエネルギーとして水素利用社会の実現への期待が高まっています。我々の研究グループでは、超伝導技術と水素利用社会を効果的に融合することによるエネルギー問題や環境問題の解決へ向けた基礎的研究開発の一環として、将来の水素利用社会において貯蔵密度の観点から有利な形態である液体水素について、その簡便な利用手段の提供や超伝導機器への冷媒応用を目指しています。

 

ギガフォトンNext GLP共同研究部門

レーザープロセシング研究室

メンバー:池上 浩 准教授

課程:電気電子工学/電子通信工学

キーワード:レーザープロセシング,電子デバイス,半導体,薄膜,表面物性

研究画像-電気電子2-レーザープロセシング研究室ギガフォトンNext GLP共同研究部門は,九州大学とギガフォトン株式会社との組織対応型連携契約のもと,次世代レーザープロセシングの研究開発を行う目的で設立された共同研究部門です.本部門ではレーザーユニットプロセスの研究を行う要素研究,デバイス動作でレーザープロセスの優位性を実証するデバイス応用,製造装置としての実用化を目指す実用化検討の3つの段階に分けて各テーマを並列推進しています.実用化検討では企業との共同開発,デバイス応用では大学などの研究グループとの共同研究を主として活動しており,各段階のニーズに応じたレーザープロセスの提案と,開発課題を解決し得るレーザープロセスの研究開発が本部門の役割です.また,これら活動から得た知見を元に,社会ニーズに対応した革新的なオリジナルプロセスやレーザー光源の研究開発を行い,シーズ・ニーズ両面から国際競争力の高い新しい産業分野の創造を目指しています.