| 研究テーマ・内容 |
研究室名
（会場） |
- 『環境機能材料の開発と応用』
- 本研究室における、自然や環境と調和した自然還元、無害、低エネルギー・低物質消費高機能材料（高機能エコマテリアル）の研究開発に関する最近の取り組み及び成果を紹介します。
- 1．太陽光を利用した環境浄化酸化物光触媒の開発
- 2．レーザーを用いた高機能ナノ微粒子・薄膜の開発と応用
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（西2号館4階411号室） |
- 『量子を操作する電子素子』
- ミクロの世界は「量子力学」に支配されています。量子力学特有の現象を「量子効果」と呼びます。本研究室では、量子効果を利用した電子素子による「電子」や「磁束量子」の操り方とその応用について、パネルを使って紹介します。また、「磁束量子」を操るときに使われる超伝導体の特殊な性質を見ていただくため、『浮き磁石』の実演を行います。
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（西8号館7階718号室） |
- 『半導体量子ナノ構造の展開（高効率太陽電池の開発など）』
- 量子効果を示すナノメートルサイズの半導体微結晶（量子ドット）を用いることにより、超低消費電力の高性能な光通信用半導体レーザーや一個の電子で動作させる単電子トランジスタ、単一の光子を発生させることで高いセキュリティーを可能とする量子暗号通信用デバイス、さらには高い電力変換効率をもつ太陽電池など、様々な次世代デバイスへの応用が期待されている。本研究室では、その魅力的な半導体量子ドットの作製、評価、デバイス応用について紹介する。
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（西8号館5階502号室） |
- 『新規ナノ光材料の開拓』
- ナノサイズの新規半導体蛍光材料を開拓する研究を紹介します。チオシリケートとよばれる各種シリコン硫化物や、極小サイズのシリコン、酸化亜鉛、酸化錫などの半導体を創製しています。低消費電力の光電子素子や表示機器につながる、高輝度高効率でかつ波長制御可能な各種蛍光体をめざして研究しています。
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（東6号館4階403号室） |
- 『原子レベル物質設計：新しいナノデバイス創製のための理論計算手法の開発』
- 最先端の電子状態理論、シミュレーション技術を駆使して、ナノスペースで繰り広げられる原子・電子の奇妙な振る舞いを追いかけています。新しい動作原理に基づくナノデバイスの提案が我々の目標です。
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（西2号館3階308号室）
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| 光エレクトロニクスコース |
- 『先端レーザー研究の最前線』
- 光科学は、物質科学、ナノテクノロジー、計測技術、生命科学、情報通信など、非常に幅広い分野が融合した、現在最も盛んな科学のひとつです。私たちはそのキーデバイスであるレーザーそのものについて研究している、日本で数少ない研究室です。重力波検出器用の超高安定化レーザーや、そのような光領域での安定な周波数基準を遠方まで劣化させずに伝送・配信する高安定光リンクの構築を行っています。またフォトニックバンドギャップ、マルチコアなどの先端微細構造ファイバー導波路により高度に電界制御されたレーザーや、セラミック技術により可能になった新材料・新機能性デバイスによる高出力・超短パルスレーザーなどを研究しています。これら世界最前線の新しいレーザーについて、パネルと実験室ツアーで紹介します。
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（西7号館6階613号室） |
- 『毎秒200ギガビット級の高速・省エネルギーな光エレクトロニクスデバイス』
- 超小型な光半導体内部で発生する超高速現象を応用し、毎秒200ギガビット以上の光信号で光を直接制御する「高速・省エネルギーなデバイス研究」です。国内国外機関と産学官交流しながら、従来の通信方式の限界を超える『全光方式』の確立を目指し、少しずつ成果を積み重ねています。今回の研究室公開では、毎秒150ギガビット信号源となる超短パルス・高純度光クロック信号発生器を実演します(本学独自方式です)。超高速なので、1ビット分の光信号の長さは、わずか0.3ミリメートルです。ご希望を聞きながら、全光ロジックゲート動作の基礎や光半導体の高速応答特性評価研究を、初心者にわかりやすくご紹介します。
The subjects of our experimental research activities are relatively-new opto-electronic device research with which we signal-process 200-Gb/s optical data signals “all-optically,” without using lectronic-optical-electronic conversions (whose world-wide speeds are limited to 10-40 Gb/s in applications in industry), which are attracting attentions in European, American, and Asian countries.
In this July’s open research laboratory, we will demonstrate our original, high-precision, externally-tunable mode-locked laser operation, which is recently generating 2-ps, 10-GHz, stable, transform-limited optical-clock pulses from a semiconductor-gate-based ring cavity scheme (semiconductor part supplies both ultrafast optical nonlinearity and gain). With this width of pulses in fact, this clock laser serves as a source of about-150-Gb/s optical data signals. Beginners are welcome.
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（西2号館3階301・302号室）
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- 『現代の非線形光学研究』
- 2010年はレーザー誕生から50周年、2011年は非線形光学誕生から50周年を迎える記念すべき年です。レーザー技術、及び、それと互いに相補的な関係にある「光科学」は、この間、目覚しい発展を遂げました。50年を経た現在もその勢いは衰えていません。得られた知見は、現代のナノテクノロジー・材料、ライフサイエンス等の様々な重点科学技術分野におけるイノベーション創出に不可欠なものとなっています。
我々のグループは、この50年間の発展を土台として、現代的なセンスで「非線形光学」の新しい可能性を探求しています。研究室を全て公開します。是非、御訪問ください。
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（東6号館6階613号室、最初に622号室をお訪ねください） |
- 『ナノコンポジットマテリアルとそのフォトニクスへの応用』
- 本研究室では光により多次元フォトニック結晶構造を形成できる光重合性ナノコンポジットマテリアルの開発とそのフォトニクスへの応用の研究を行っています。今回の公開では、ナノ微粒子やナノ結晶を光重合性ポリマーへ分散したナノ微粒子—ポリマーコンポジットを用いたホログラフィックデジタルデータ記録や液晶分散ポリマーによる光スイッチングのデモンストレーションを行います。また、非線形光学への応用や量子力学の基礎やライフサイエンス・医療分野への応用が期待される中性子ビームのホログラフィックな制御についても説明します。
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（概要説明：西2号館3階313号室、実験デモ：西2号館3階326号室、4階401号室） |
- 『量子ドット増感太陽電池の基礎研究』
- 次世代太陽電池として注目されている量子ドット増感太陽電池の作製と評価法について公開します。量子ドット太陽電池は従来のSi太陽電池系の理論変換効率31%に対して、44％になることが理論的に予言されています。本研究は光吸収、光電流、光電変換効率評価の他に、光で励起されたキャリヤの超高速応答特性評価をレーザ分光システム適用により評価を行うと共に、太陽電池の高効率化を目指しています。
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豊田 太郎 研究室
（東6号館5階506号室） |
- 『レーザーと光の新機能・極限技術』
- "光と新素材の織りなすレーザー新技術の創生" を合言葉に、レーザー工学、非線形光学、量子光学、バイオ・ナノフォトニクスなど、レーザーの基礎と応用に関する研究を進めています。レーザー制御や精密光計測の技術を基に新たな研究分野の開拓をめざしています。以下の実験概要を公開します。
- ・短波長(VUV)コヒーレント光源開発、超短パルス計測
- ・低雑音高品位レーザーの開発
- ・量子相関光子ビームの生成
- ・バイオ材料を用いた視覚機能光センサーの開発
- ・ラマン分光による高度好塩菌の膜タンパク質解析
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（西2号館4階402、408号室） |
- 『超高出力レーザーを用いた光波の制御』
- レーザーセンター西岡研究室では、光の波、数サイクルの超短パルス光を発生するレーザーで、光電場そのものを制御しています。超短パルスレーザーが発生する超高強度光物理を紹介します。
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（西7号館2階213号室）
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| 応用物理工学コース |
- 『赤外線集中加熱炉で単結晶を作る』
- 赤外線集中加熱炉で単結晶を作る
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浅井 吉藏 研究室
（東6号館3階313号室） |
- 『ナノ光ファイバーの物理と技術』
- ナノ光ファイバー作成技術
ナノ光ファイバー共振器作成／評価技術
ナノ光ファイバーによる原子／光子の操作
レーザー冷却原子
半導体単一量子ドット
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白田 耕藏 研究室
（西11号館3階308号室） |
- 『超精密原子・分子・光科学の理論』
- マイクロケルビン（10-6K)の極低温やアト秒(10-18 sec)レーザー場中 といった極限的な状況下での光と物質（原子・分子）の振る舞いについての理論研究。量子力学の基礎から量子干渉計や生体分子イメージングなどの応用まで。
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（東6号館5階525号室） |
- 『ナノスケール・メタマテリアルの光物性』
- 光の速度や偏光などの自由度を制御する目的で、フォトニック結晶やメタマテリアルと呼ばれる、特異な光学的性質を示す様々な人工的な物質が作成されています。当研究室ではこれらの物質内で起る電磁場の散乱現象を理論的・数値的な解析によって調べ、新しい可能性を探っています。これらの研究の状況を紹介します。
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（東6号館5階513号室） |
- 『原子のさざ波』
- 原子というと非常に小さな「粒々」を想像するかと思いますが、原子集団を超低温に冷却すると、目で見えるような範囲に広がった「波」としてふるまうという非常に奇妙な現象が起こります。我々はこのような物理系の理論的研究を行なっています。
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（東6号館4階422、423、428号室）
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- 『原子気体のボース・アインシュタイン凝縮体（BEC）を用いた実験的研究』
- 本研究室では、レーザーなどを用いて絶対零度まで冷却した極低温中性原子を生成し、それらの量子的な振る舞いを利用して種々の物理現象を観測する実験を立ち上げている。具体的には、
- ・ 連続発振原子波レーザーの開発
- ・ 2成分BECの回転位相整合性のブロッキングとダイナミクス
- ・ 任意形状の量子渦生成
などのテーマの実現を目指しています。
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（東6号館4階413号室） |
- 『絡み合った光子の不思議』
- 光は波としての性質と粒子としての性質をあわせ持ちます。レーザー技術の発展に伴い、光の波としての性質は制御技術が確立され、様々な分野で利用されていますが、粒子としての性質はまだ十分に制御できていません。しかし、光の粒子（光子）が自在に操れるようになると、光の新たな利用方法が見えてきます。公開では光の粒子（光子）の特徴的な性質である「絡み合った光子」の不思議について紹介します。
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清水 亮介 研究室
（東6号館4階416号室） |
| 生体機能システムコース |
- 『有機化合物を主体にして磁石を作っています』
- ご覧いただくのは化学系実験室の合成室ですが、他の部屋をのぞき込めば測定装置も見えると思います。エレクトロニクス志向・デバイス志向の材料科学をやっています。
有機化合物は電気を流しません。磁石になりません。なぜでしょうか？どうすればそういう常識はずれな物質を作れるでしょうか？分子／固体設計次第でそれは可能なことなのです。有機化合物の設計性自由度は無機材料の比ではありません。しかし、簡単に作れません。そこがまた面白いのです。
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（東6号館8階813号室） |
- 『コンピュータの中に生命現象を捉える』
- 生物は多くの階層構造を持つ複雑なシステムです。私たちの研究室では、階層間の関係に注目したいくつかの研究を行っています。１つは、脳の情報処理の研究で、認識や記憶がどのような神経メカニズムで生じるのかについて数理モデルとコンピュータシミュレーションを用いて研究しています。また、細胞や個体の集団に見られる自己組織的なふるまいについてそのメカニズムを研究しています。研究室公開では、ニューラルネットワーク、生物集団の自己組織化の面白さについて、コンピュータを使って説明します。
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（東6号館7階723号室） |
- 『ケイ素を含む高分子ポリシランとオリゴシラン』
- 有機ケイ素化合物はケイ素原子を含む人工的な物質で様々な工業的用途で用いられています。代表的なものはシリコーンで、これはケイ素と酸素の結合を主骨格としていて、潤滑剤、ゴム、樹脂などに広く使われています。これに対して、ケイ素同士の結合や、ケイ素と炭素との結合を主鎖に持つ高分子化合物ポリシランやオリゴシランが新しい機能性材料として研究されています。これらは導電性、感光性、発光性など、電子的、化学的に特異な性質を持っているため、各種電子デバイス材料としての用途が考えられている化合物です。ポリシランやオリゴシランの合成や性質についての研究結果を紹介します。
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加固 昌寛 研究室
（東1号館2階214号室） |
- 『味覚・嗅覚の神経科学』
- 我々ヒトを含む動物の行動に、味覚と嗅覚は重要な働きをしており、味覚嗅覚は生物としての根源に関わる神経の働きです。私達はかつて、脊椎動物嗅覚受容神経における、匂いから電気信号への「情報変換機構」の解明に貢献することができましたが、現在は無脊椎動物をも実験対象とし、味覚嗅覚に関連する末梢から中枢神経までの様々なレベルの研究を展開しています。味覚嗅覚の研究によって、神経一般の動作機構の解明へとつながるのではないかとも考えています。手法的には電気生理学やバイオイメージングなどで生体の反応を扱う一方、分子生物学などでそれらの生体反応を担っている分子を取り扱おうとしています。公開ではその研究の一端をお見せします。
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（東6号館6階635、640号室） |
- 『バイオイメージングでみる筋肉の運動』
- 本研究室は、主として外界刺激（ストレス）に対する生体応答・情報処理の生理学的・生体工学的解析を行っています。特に、バイオイメージングなどの技法を筋生理学に応用し、筋機能システムについての研究を行っています。
公開日には、バイオイメージングの機材や顕微鏡写真を展示して、筋疲労や筋損傷などを視覚化した画像を見ていただきます。筋細胞の疲労を見てみませんか？
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（東1号館3階302号室）
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- 『生きた細胞を『観る』『探る』『使う』』
- すべての生物のからだは、細胞と呼ばれる単位からできています。白川研究室では、生きた細胞の中の分子の様子を「観る」ことを基本にして、細胞のなかに いろいろな手法で「探り」をいれながら、細胞が働く仕組みについて解き明かすべく研究を行っています。また、生きた細胞を小さな実験装置としてさまざまな用途に「使う」ことができないか、と考えています。
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（東6号館7階727､729号室）
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- 『「コロイド微粒子の分散体、集積体の機能化」研究紹介』
- ビーカーに材料を入れて、それを振って混ぜるだけで、生命に匹敵する複雑な構造と機能を持つ物質ができあがる。化学者にとって、それは一つの夢である。最近は「自己組織化」という性質により、種々の分子からなる秩序だった構造物が次々と作られている。次は、部品が組み合わさった高次構造によって生み出される機能を実現したい。自己修復、自己複製といった機能を持つ分子、構造物を作りたい、と夢を拡げている。
このような研究にご興味があれば、お話を聞いていただけると幸いです。
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（東1号館1階115号室） |
- 『分子ビームによるナノ科学 －孤立分子系の極限的計測－』
- 真空中に分子をビームとして噴出すると、大気圧中や液体中では合成できないナノ構造や孤立した生体分子を生成することができます。これらは究極的なナノ材料の作成や生命の微視的理解につながります。
本公開では、分子ビームを生成するための真空槽、分子線レーザー分光を行うためのレーザー、分子を基板に蒸着するための装置を学生と一緒に展望を交えて紹介します。
また、分子の構造や反応についてのコンピュータを使った理論計算についても紹介します。興味のある方は、ぜひいらしてください。
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（東1号館1階105号室） |
- 『プリン代謝系はどのようにしてできたのだろうか？』
- 三瓶研究室ではプリン代謝に関与する酵素の構造と働きについての研究を通して, 生体システムの成り立ちを理解しようと努めています。研究室公開では, プリン代謝と酵素の立体構造解析などについて説明する予定です。
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（東6号館7階706､707､717号室）
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