電子工学コース

Electronic engineering course

電子・光子・原子・分子の研究が産み出す新たな技術

研究キーワード:ナノテクノロジー

  • 研究キーワード:ナノテクノロジー
  • 研究キーワード:ナノテクノロジー

ナノテクノロジーとは、物質をナノメートル(1 nm = 100万分の1 mm)の単位で、分析、作製や制御する技術。電子、原子、分子あるいは光子を自在に制御し、それらの位置や量を適切に設定したり、調整したり、あるいは、一旦設置された原子や分子を組み替えたりすることにより、新しい機能を有する材料、電子デバイス、光デバイスや電子-光融合デバイスが作製可能となると期待されます。

電子工学コースでは、そのような技術の開発を目指して、例えば、ナノスケールの構造を原子レベルで自由に組み立てるアトム・テクノロジーの研究、ナノレベルの炭素原子シートからなる新素材の研究、あるいは、ナノサイズの電子デバイスにおける電子の振舞いの理論的研究など、最先端の種々の装置や高性能計算機を活用したトップレベルの研究を行っています。今後新たに開発される様々な実用デバイスは、ナノスケールで制御された作製技術により初めて可能となる、と考えられており、当コースで行われている研究は、いずれも、多かれ少なかれナノテクノロジーが関わっています。

研究キーワード:高度集積(電子)デバイス

  • 研究キーワード:高度集積デバイス
  • 研究キーワード:高度集積デバイス

私たちの身の回りのあらゆるところに、色々な電子回路やそれらを集積化・システム化したものが使われ、私たちの生活は便利で文化的にも豊かになってきています。現時点で10億個以上もの素子が1cm程度のチップに詰め込まれている集積デバイスは、年々、その集積度が増大し、動作速度も向上しています。この分野の進展に寄与するため、電子工学コースでは、デバイスに使用される物質中の電子の振舞いについて、nm領域からcm領域に亘り、実験的または理論的に調べ、より高速に動作する、あるいは、より高度な機能を発する様々な電子デバイスに関する研究を行っています。また、これまで研究や開発の主対象であった電子を制御する技術(エレクトロニクス)のみならず、情報伝達に盛んに使用されるようになった光を制御する技術(フォトニクス)、新たな自由度であるスピンを制御する技術(スピントロニクス)、あるいは、これらすべての相互変換を制御できる画期的な集積デバイス技術の研究を行っています。更には、より高機能を呈するスピントロニクス材料の探索や、脳の働きを学ぶことにより得られる集積デバイスの基礎研究も行っています。

研究キーワード:
新(電子)材料

  • 研究キーワード:新素材
  • 研究キーワード:新素材

高度な機能を発するデバイスを実現する上で、その基となる材料の高品質化、あるいは、新規材料の開拓は不可欠な要素です。そのため、電子工学コースでは、今後使用が期待される電子材料の高品質化、あるいは、新たな素材の研究開発を行っています。シリコン(ケイ素)を代表とする従来半導体材料のみでは支えられないグリーンテクノロジーを担う、優れた機能のある新規半導体の高品質結晶作製技術の開発、光をより高エネルギーの光に高効率で変換できる新しい波長変換材料の開発、あるいは、エレクトロニクス分野やフォトニクス分野で実用化に向けて大幅な活用が期待される色々な有機材料の作製、高品質化や結晶化、並びに、それらのデバイス化に関する基礎研究を行っています。

 例えば、当コースの研究室で生み出され、世界的に評価されている波長変換結晶は、高性能紫外線レーザーとして実用化され、半導体産業の進歩に貢献しています。また、有機材料については、人体や自然環境にやさしく、従来半導体デバイスに比べ格段に安価で作製できる有機太陽電池、有機ELや有機レーザーなどの有効性を実証することにより、これらの分野の発展に寄与しています。

研究キーワード:
次世代光デバイス

  • 研究キーワード:次世代光デバイス
  • 研究キーワード:次世代光デバイス

現在、情報は光ファイバ通信により瞬時に遠方まで伝わり、高速なCPUにより大量に処理され、高度な情報化社会が実現されていますが、それらの伝達・処理速度は既に飽和を迎えています。これに対して電子工学コースでは、ビッグデータ解析や人工知能といった、更なる情報通信量の増大や高度情報化を支える次世代光デバイスを開発しています。具体的には、ナノスケールの超微細構造体であるフォトニック結晶の理論的・実験的研究と、この成果を用いた超高速・高安定なフォトニック結晶半導体レーザーの開発を行い、特にデータセンタのボトルネックの解決や劇的な省電力化を目指しています。更に、量子もつれ光子対光源や量子干渉計といった量子光学デバイスにより構成される、従来の古典計算機の処理速度を遥かに凌ぐ超高速計算が可能な光導波路型量子コンピュータの開発を行っています。加えて、半導体レーザーと非線形光学素子の集積により、深紫外・テラヘルツ域といった未踏波長域の超小型・省エネルギーな光源を開発し、低炭素社会への貢献を目指すとともに、テラヘルツ波や高強度レーザーを用いた新規な学理と応用分野を探求しています。

電子工学コース:カリキュラム

1~2年

(全コース共通)

専門基礎科目(数学,電気物理,力学など),
基礎実験(物理学,化学),
外国語,
健康・スポーツ科目,
一般教育科目
2~4年 電磁理論,
数学解析,
量子力学,
物性論,
ナノ物性計測,
分子電子材料,
半導体工学,
量子エレクトロニクスなど
4年 各研究室に配属されて専門分野を研究

「電子工学コース」関連の研究室

環境に優しく秀でた性質を有する材料の
作製技術と高機能化を研究

機能創製基礎プロセス領域
伊藤研究室

現代人の暮らしを支え、暮らしを良くする
「新材料」を創製

機能性材料創製領域
森(勇)研究室

新機能デバイス開発に向けた
ナノメータレベルでの“ものづくり”

ナノ材料・計測領域
片山(光)研究室

環境保護、省エネ問題など、
地球が抱える多様な問題をITで解決

量子電子機能材料デバイス領域

未来のエレクトロニクスを担う、
有機分子を使った材料を探究

分子機能材料デバイス領域
尾崎研究室

高度情報化・低炭素化社会を支える
量子光学デバイスとシステムの開発

量子光電子デバイス領域
片山(竜)研究室

次世代の超高速インターネットのための
レーザーデバイスを研究

先進電子デバイス基礎領域
近藤研究室

有機-無機ハイブリッド材料による、
高機能な新電子材料を開拓

有機エレクトロニクスデバイス領域

新材料・新構造・新原理に基づく
デバイス・集積システムの実現を目指す

集積量子デバイス領域
森(伸)研究室

一個の原子を精密に制御できる、
高機能な新デバイスを開発

原子分子操作組立領域

生き物の眼や脳に学び、自分で見て認識できる
ロボットの眼を開発

生体システム・デバイス領域
八木研究室

新特性、新機能を持つ全く新しい半導体の
創製と新規デバイス作製

量子システム創成研究分野
大岩研究室

通常の約15倍の厚い試料が観察可能な、
超高圧電子顕微鏡を所有

生体立体超構造研究分野
超高圧電子顕微鏡センター

次世代に不可欠な新電子材料の開発に向け、
テラヘルツ工学を研究

テラヘルツフォトニクス研究分野
斗内研究室

光科学の最先端技術やハイパワーレーザーの
開発とその応用研究

超高強度光学研究領域
宮永研究室

国内外のグループと連携を図り、
レーザー核融合の研究を推進

光・量子放射制御研究領域
西村研究室

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