東北大学　研究シーズ集

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さ 行
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す

〈スピントロニクス〉

スピン制御レーザー

 
 
 
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特徴・独自性
  • Qスイッチという光学デバイスは、高安定・高出力で知られる固体レーザーのパワーを著しく増大することができます。現在は、電気光学効果あるいは音響光学効果を用いたQスイッチが主流ですが、磁気光学効果を用いても、Qスイッチができることを、我々は見出しました。実際に、磁気光学材料を使って、Qスイッチを作製し、「スピン制御レーザー」という名前で、デバイス化しています。
実用化イメージ

膜型のQスイッチは、他にありません。磁性膜を使うことで初めて実現されました。固体レーザーのパワーを飛躍的に増大できるものであり、現在のハイパワーなレーザーを、小型化できるデバイスと言えます。

研究者

電気通信研究所 人間・生体情報システム研究部門 生体電磁情報研究室

後藤 太一  

Taichi Goto

第一原理計算に基づく新材料・素子機能の理論設計

 
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特徴・独自性
  • 超高密度磁気記録用読出しヘッドや不揮発性スピンメモリなど高機能なスピントロニクス素子を実現するため、高スピン偏極材料を用いた磁気抵抗素子における電気伝導に関する理論研究に取り組んでいます。また、磁化の熱ゆらぎに対する耐久性向上を目指して、垂直磁気材料を用いた磁気抵抗素子の研究にも着手しています。強磁性体と酸化物の界面での結晶構造を理論的に設計して、磁気抵抗性能を向上させるための指針を得ることに成功しています。経験的パラメタを必要としない第一原理計算手法は、スピントロニクス分野に限らず、多様な材料研究・開発の場において重要な役割を果たすものと確信しています。共同研究のご要望がございましたら、ご一報ください。
実用化イメージ

研究者

電気通信研究所 計算システム基盤研究部門 物性機能設計研究室

白井 正文  

Masafumi Shirai

〈スピントロ二クス〉

スピン流の方向と大きさを光で自在に制御可能！

概要

磁気メタマテリアル、スピン流制御装置及びスピン流制御方法
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T20-3091.pdf

従来技術との比較

特徴・独自性
実用化イメージ

研究者

大学院理学研究科 物理学専攻 量子物性物理学講座（光物性物理分野）

松原 正和  

Masakazu Matsubara

〈スピントロ二クスデバイス〉

スピン流の方向と大きさを光で自在に制御可能！

概要

磁気メタマテリアル、スピン流制御装置及びスピン流制御方法
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T20-3091.pdf

従来技術との比較

特徴・独自性
実用化イメージ

研究者

大学院理学研究科 物理学専攻 量子物性物理学講座（光物性物理分野）

松原 正和  

Masakazu Matsubara

〈スピン波〉

新規磁性ガーネット膜の開発

概要

磁性ガーネットの作製を行っています。磁性ガーネットは、磁性を持ったガーネット構造を持った材料のことを指します。磁性ガーネットの中でも、特に、YIG（イットリウム鉄ガーネット）のYサイトを、CeやBiといった希土類材料で置換し、磁気光学効果を増大した材料を作製しています。作製方法は、イオンビームスパッタ法を用いており、緻密な膜の作製が可能です。エピタキシャルな膜作製が可能です。

従来技術との比較

エピタキシャルに磁性ガーネットを作製するには、900度程度に、基板加熱を行いながら、成膜を行う必要があるため、専用の装置を必要とします。

特徴・独自性
  • 磁性ガーネット膜の作製が可能です。磁性ガーネットは、YIG（yttrium iron garnet, Y3Fe5O12）を基本組成とし、このYのサイトに、他の元素を置換することで、磁気光学効果が大きくなったり、高周波（スピン波）の応答が変わったりします。私は、このYサイトに、Ce、Bi、Dy、などの希土類を置換することで、大きな磁気光学効果を持つ材料を作製しています。これを用いたデバイス応用についても取り組んでいます。
  • さらに、磁気異方性を制御することが、デバイス応用上重要となりますが、これを、イオンビームスパッタ法の場合は、成膜中に、調整することが可能になるため、応用上有利です。さらに、磁気ドメインをもつ膜にしたり、磁気光学効果を大きくしたりすることが可能で、デバイスに合わせた材料の設計と作製と試作が可能です。
実用化イメージ

・磁性ガーネットを利用したデバイスプロトタイプの性能を向上し、実用化製品の開発研究。
・磁性ガーネットを利用した磁気光学あるいはスピン波に関する基礎的な共同研究。

研究者

電気通信研究所 人間・生体情報システム研究部門 生体電磁情報研究室

後藤 太一  

Taichi Goto

〈スピン流〉

スピン流の方向と大きさを光で自在に制御可能！

概要

磁気メタマテリアル、スピン流制御装置及びスピン流制御方法
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T20-3091.pdf

従来技術との比較

特徴・独自性
実用化イメージ

研究者

大学院理学研究科 物理学専攻 量子物性物理学講座（光物性物理分野）

松原 正和  

Masakazu Matsubara

〈SPECT〉

医工放射線情報学

 
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特徴・独自性
  • 主に核医学に関わる医用工学分野の研究を行なっています。PETやSPECTに代表される核医学検査では、さまざまな薬剤に放射性同位元素をラベルし、その薬剤の体内の動態を非侵襲的に画像化できます。非常に高い感度、定量性を持った検査です。しかし、PET/SPECTのデータは、さまざまな情報、雑音が混合しており、そこから有益な情報を引き出す必要があります。そのための、数理モデルの構築や、画像処理の研究を行なっています。
実用化イメージ

画像処理・データ解析ソフトウェアを医療機器メーカーに提供できます。現在、PETは創薬の分野で注目を集めています。分子イメージング技術をいかした早期薬効評価の指標としてPETを利用しようというものです。そのためのPET 評価系の構築技術を提供できます。

研究者

サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター 放射線管理研究部

渡部 浩司  

Hiroshi Watabe

化合物半導体を用いた放射線検出器の開発

 
 
 
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特徴・独自性
  • 材料純化、結晶成長、結晶加工、電極形成、検出器製作を一貫して行い、化合物半導体を用いた放射線検出器の開発を行っている。特に化合物半導体の一つである臭化タリウム（TlBr）に着目し研究を行っている。TlBr検出器は非常に高い検出効率を持ち、PET やSPECT 等の核医学診断装置やガンマ線CT、産業用X線CT、コンプトンカメラ等への応用が可能である。
実用化イメージ

化合物半導体成長技術はシンチレーション結晶育成、X線フラットパネルセンサー用直接変換膜製作へ応用が可能である。これらの結晶成長・検出器製作技術を産業界で活用したい企業や団体との共同研究を希望する。

研究者

大学院工学研究科 量子エネルギー工学専攻 粒子ビーム工学講座（放射線高度利用分野）

人見 啓太朗  

Keitaro Hitomi

〈スペクトル線幅〉

ICT応用に向けた新機能半導体レーザ光源技術

 
 
 
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特徴・独自性
  • 半導体レーザの高機能化を実現する新機能半導体レーザ光源技術の創出を目指し、以下の研究開発を進めています。
  • １． 100Gbps NRZ 信号で動作可能な集積型半導体レーザの実現を目指して研究開発を進めています。
  • ２． 光フィルタを周波数弁別器とした光負帰還法を単一モード半導体レーザへ適用することで、小型な超狭線幅光源の実現を目指しています。
  • ３． 光変調器を用いた平坦な光周波数コム発生の研究を進めています。
実用化イメージ

研究開発で実現を目指す新機能半導体レーザ光源技術は、次世代光通信システムや超精密光計測システムの機能や性能を大幅に改善できる技術と考えています。

研究者

電気通信研究所 情報通信基盤研究部門 応用量子光学研究室

八坂 洋  

Hiroshi Yasaka

〈すべり〉

すべり転倒の工学解析に基づく転倒抑制フットウェアの開発

 
 
 
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特徴・独自性
  • 歩行動作解析ならびに靴底/床面間のトライボロジー解析に基づいて、すべりなどの外乱による転倒防止のための歩行方法を提案している。さらに、油の上でも超耐滑性に優れているゴム靴底パターンや、防滑性の高い歩道用コンクリート平板、靴/ 床の摩擦係数測定システムを地域企業とともに開発し、実用化に成功している。
実用化イメージ

労働現場における転倒事故や高齢者の転倒事故を防止するための製品開発など。

研究者

大学院工学研究科 ファインメカニクス専攻 ナノメカニクス講座（ソフトメカニクス分野）

山口 健  

Takeshi Yamaguchi

〈スマートコントラクト〉

ブロックチェーンを活用した安全なクラウド・ストレージ技術および個人データ取引のための実用的スマートコントラクト技術の開発

 
 
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特徴・独自性
  • 不特定多数のユーザ端末が供出する空きストレージとブロックチェーンを活用して、高度な安全性を実現するP2P型ストレージの構築技術を開発しています。構築ストレージは、中央管理サーバの問題に起因する保存データの大規模情報漏洩リスクも回避可能です。また、暗号通貨を報酬と利用料に使用し、全ユーザの公平なストレージ利用も実現します。さらに、実用的なデータ商取引を可能にするスマートコントラクト技術も開発しています。
実用化イメージ

ブロックチェーン技術を活用したスマートコントラクトやフィンテックなどのBitcoin2.0 型アプリケーション、モノインターネット（IoT）、医療情報データベース関連などの開発を行う企業との共同研究を希望します。

研究者

データ駆動科学・ＡＩ教育研究センター データ基盤・セキュリティ教育研究部門

酒井 正夫  

Masao Sakai

〈スマートフォン〉

圏外でも通信可能な“スマホdeリレー”

 
 
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特徴・独自性
  • 爆発的に普及したスマートフォンですが、そのWiFiを活用すれば、携帯電話がつながらなくても、隣の人はもちろん、周囲のスマートフォンにデータをリレーしてもらうことで遠くの人とも情報を交換することが可能になります。現在研究開発を進めている省電力技術やセキュリティ技術が確立すれば、電池残量を気にする必要もなく、他人にデータを見られる心配もなく、通信することが可能になります。
実用化イメージ

災害等の緊急時の情報発信、商店街等での広告・クーポン配布、イベント会場等での少人数グループ内情報交換、団体旅行・登山等でのトランシーバ的な利用、新興国等での通信サービスなどへの応用が期待できます。

研究者

大学院情報科学研究科 応用情報科学専攻 応用情報技術論講座（情報通信技術論分野）

加藤 寧  

Nei Kato

あらゆるモノ同士の直接通信の効率化を実現する技術

 
 
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特徴・独自性
  • モノが通信する時代では、通信インフラを利用することなく、あらゆるモノ同士が自由自在に直接通信できることが望まれます。モノが密集した状況でも、移動している状態でも、効率的な無線通信を実現することを目指し、局所集中型通信技術の研究を推進しています。なお、当該技術の一部を応用した事例の一つとして「スマホdeリレー」がありますが、こちらの研究開発詳細については研究室ウェブサイトをご覧下さい。
実用化イメージ

無線通信機、通信システム、及び通信サービスに関連する業界。ならびに防災・減災など災害時の情報通信に関係する業界

研究者

大学院工学研究科 通信工学専攻 通信システム工学講座（通信方式分野）

西山 大樹  

NISHIYAMA Hiroki

〈スマホdeリレー〉

あらゆるモノ同士の直接通信の効率化を実現する技術

 
 
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特徴・独自性
  • モノが通信する時代では、通信インフラを利用することなく、あらゆるモノ同士が自由自在に直接通信できることが望まれます。モノが密集した状況でも、移動している状態でも、効率的な無線通信を実現することを目指し、局所集中型通信技術の研究を推進しています。なお、当該技術の一部を応用した事例の一つとして「スマホdeリレー」がありますが、こちらの研究開発詳細については研究室ウェブサイトをご覧下さい。
実用化イメージ

無線通信機、通信システム、及び通信サービスに関連する業界。ならびに防災・減災など災害時の情報通信に関係する業界

研究者

大学院工学研究科 通信工学専攻 通信システム工学講座（通信方式分野）

西山 大樹  

NISHIYAMA Hiroki

〈寸法計測〉

精密ものづくり計測に関する研究

 
 
 
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特徴・独自性
  • 精密加工品の形状及び精密機械の運動を必要な精度で計測するという精密ものづくり計測の研究に取り組んでいる。独自の計測原理に基づいて、グレーティングなどの微細格子と波動光学系を組み合わせることによって、超精密ものづくり計測の基本道具となる高精度かつコンパクトな多軸変位、角度センサを実現させている。各種超精密及びマイクロ加工品の形状を高速高精度に測定する実用的なシステムの開発も行っている。
実用化イメージ

多軸変位、角度センサは半導体及び電子部品製造・検査装置、超精密加工機、超精密測定機の運動計測に活用され、また、形状測定システムは超精密加工分野で利用されることを期待し、産業界との共同研究を希望する。

研究者

大学院工学研究科 ファインメカニクス専攻 ナノメカニクス講座（精密ナノ計測学分野）

高 偉  

I Ko

せ

〈ゼーベック効果〉

身のまわりの排熱を利用した熱電発電デバイスの創製

 
 
 
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特徴・独自性
  • 私達の身のまわりには多くの排熱源が存在します。例えば、オフィス機器や電化製品は絶えず100℃以下の熱を発生し続けていますし、自動車からは500℃近傍の熱が排出されています。これらの排熱の大部分は有効利用されることなく、「廃熱」となっているのが現状です。当研究室では、これら種々の温度域で発生する廃熱から高効率で電気を発生することができる熱電発電材料の開発を推進しています。
実用化イメージ

電子機器メーカーや自動車関連メーカーとの共同研究はもとより、温泉の温水と冷水を巧みに利用した「温泉発電」実現のための自治体との連携、人間の体温からの発電を目指す衣料メーカーなど多岐にわたる連携を目指しています。

研究者

大学院工学研究科 応用物理学専攻 応用材料物理学講座（機能結晶学分野）

宮﨑 讓  

Yuzuru Miyazaki

〈生活習慣〉

脳MRIデータベースを用いた発達、加齢に関する研究

 
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特徴・独自性
  • 遺伝要因、生活習慣がそれぞれ脳発達、加齢にどのような影響を与えるかを明らかにすることで、生涯健康脳の維持を目指す。これが明らかになることで、ある遺伝的素因を持つ個々人がどのような生活習慣を送ると、生涯健康脳が維持できるかが明らかになり、認知症等、種々の疾患の一次予防、二次予防が可能になる。更に、独自性は世界でも屈指の大規模脳MRI データベースを用いる点にある。
実用化イメージ

運動、睡眠、食品、楽器、その他の趣味に関わる業種といった、種々の生活習慣に関わる製品を開発している業界が該当すると考えられる。

研究者

スマート・エイジング学際重点研究センター

瀧 靖之  

Yasuyuki Taki

〈生活習慣病〉

実践的かつ経営的処方を支援する薬品決定支援システムおよびプログラムの開発

 
 
 
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特徴・独自性
  • 糖尿病における実地医療現場で実践的かつ経営的処方術を実施するための薬剤決定支援システムおよび薬剤決定支援プログラムを発明した（特許第4176438号）。
  • 我が国の保健医療現場における医師の処方は1 剤205 円以内の6 剤投薬と規定されている。この制限を越えた投薬を施行した場合には薬価請求額の10% が減額されるしくみになっている。但し、服用法が同じで、かつ205 円以内に収まる複数の薬剤は1 剤とみなされ、6剤を越えた処方がなされても6 剤以下の処方と扱われる。
  • 一方、我が国の高齢化社会では加齢に伴い糖尿病患者が増加している。糖尿病合併症を含めその治療薬を1 人の内科医が処方すると容易に6 剤投薬を超えてしまう。そこで医療経営的にジェネリック（後発品）の使用が不可欠となる。しかし、医師が先発品と後発品の医薬情報を薬価まで熟知し瞬時に処方を行うことは極めて難しい。本発明は主に糖尿病診療における内科医の処方技術を実践的かつ経営的に改善するものである。
  • 本発明（特許）を活用して事業化を企てる企業または出資者・開発支援者を求めている。
  • ソフトウエアのサンプルあり。
実用化イメージ

研究者

サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター 糖尿病制御学寄附研究部門

野々垣 勝則  

Katsunori Nonogaki

心臓と血管の血圧反射機能を独立に定量診断することができる非侵襲診断装置

 
 
 
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特徴・独自性
  • これまでに血管系の自律神経反射機能を診断する方法論は存在しなかった。我々は、心臓と血管の血圧反射機能を独立に定量診断する方法論を新しく発明した。メタボ対策などのヘルスケア産業に進展が期待される。
実用化イメージ

予防医学の機器開発、医薬品、サプリメントの効果判定、健康維持機器開発。

研究者

加齢医学研究所 非臨床試験推進センター 心臓病電子医学分野

山家 智之  

Tomoyuki Yambe

〈政策評価〉

アジアにおける廃棄物の適正処理と都市鉱山政策に関する研究－国際資源循環と越境環境問題を中心に－

 
 
 
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特徴・独自性
  • 近年、アジア諸国における廃棄物処理及びリサイクルのマーケットが急速に拡大しており、いわゆる「静脈産業」、「都市鉱山」分野の潜在力が注目されている。本研究の目的は使用済み自動車、使用済み小型家電、容器包装、生活系廃棄物などを対象として、各国における廃棄物処理、リユースネットワーク、リサイクルプロセスを比較分析した上、それぞれの政策評価を行い、国際資源循環の可能性と越境環境問題の解決策を探ることである。特に各国の社会・経済・環境システムの特徴と課題を考慮し、有価物のみならず、資源化効率の低い再生資源、生活系廃棄物などの総合的な廃棄物処理と再資源化政策を提案する。
実用化イメージ

アジア各国の動脈産業及び静脈産業における国際資源循環の連携について実践的試みを継続して行っており、人、情報、モノのネットワーク構築のための、基礎調査（FeasibilityStudy） 、技術指導、人材育成、環境管理システム及び新しいビジネスモデル構築などの支援ができる。

研究者

大学院国際文化研究科 国際文化研究専攻 国際政治経済論講座

劉 庭秀  

Jeongsoo Yu

東北大学　研究シーズ集

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