2021/04/15 更新

写真a

ヒロタニ ジュン
廣谷 潤
HIROTANI Jun
所属
大学院工学研究科 電子工学専攻 未来エレクトロニクス創造 助教
職名
助教

学位 1

  1. 博士(工学) ( 2013年3月   九州大学 ) 

研究キーワード 5

  1. 電子デバイス

  2. 熱工学

  3. 界面エネルギー輸送

  4. 薄膜トランジスタ

  5. ナノカーボン

研究分野 3

  1. ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 電気電子材料工学

  2. ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 熱工学

  3. ナノテク・材料 / ナノ材料科学

経歴 5

  1. 科学技術振興機構   さきがけ研究者(兼任)

    2020年12月 - 2024年3月

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    国名:日本国

  2. 名古屋大学大学院 工学研究科   電子工学専攻   助教授

    2016年1月 - 現在

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    国名:日本国

  3. 名古屋大学大学院 工学研究科   博士研究員

    2014年10月 - 2015年12月

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    国名:日本国

  4. (株)デンソー

    2013年4月 - 2014年9月

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    国名:日本国

  5. 日本学術振興会特別研究員DC1

    2011年4月 - 2013年3月

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    国名:日本国

学歴 3

  1. 九州大学   工学府   航空宇宙工学専攻

    - 2013年3月

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    国名: 日本国

  2. 九州大学   工学府   航空宇宙工学専攻

    - 2011年3月

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    国名: 日本国

  3. 九州大学   工学部   機械航空工学科

    2005年4月 - 2009年3月

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    国名: 日本国

所属学協会 4

  1. 日本伝熱学会

  2. 日本機械学会

  3. 応用物理学会

  4. フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会

委員歴 4

  1. 第57回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム   実行委員  

    2019年   

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    団体区分:学協会

  2. International Workshop on Multiscale Simulation for Emerging Materials   Organizing Committee Member  

    2018年10月 - 現在   

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    団体区分:その他

  3. 応用物理学会ナノカーボン若手チャプター   代表  

    2018年1月 - 現在   

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    団体区分:学協会

  4. フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会 若手研究会   幹事  

    2017年4月 - 2018年3月   

受賞 2

  1. 若手奨励賞

    2016年2月   フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会  

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    受賞国:日本国

  2. 日本機械学会賞(論文)

    2011年   日本機械学会  

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    受賞国:日本国

 

論文 21

  1. Low-voltage carbon nanotube complementary electronics using chemical doping to tune the threshold voltage 査読有り

    Fu Wen Tan, Jun Hirotani, Yoshiyuki Nonoguchi, Shigeru Kishimoto, Hiromichi Kataura and Yutaka Ohno

    Applied Physics Express   14 巻 ( 4 )   2021年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  2. Dynamic Range Enhancement via Linearized Output in Nanoelectromechanical Systems by Combining High-Order Harmonics 招待有り 査読有り

    K. Funayama, H. Tanaka, J. Hirotani, K. Shimaoka, Y. Ohno, and Y. Tadokoro

    IEEE Trans. on Circuits and Systems II     2021年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  3. Cross-linking gelation of isomaltodextrin for the chromatographic separation of semiconducting carbon nanotubes 招待有り 査読有り

    Yuki Matsunaga, Jun Hirotani, Yutaka Ohno, Haruka Omachi

    Applied Physics Express   14 巻 ( 1 )   2021年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  4. Low-Voltage Operable and Strain-Insensitive Stretchable All-Carbon Nanotube Integrated Circuits with Local Strain Suppression Layer 査読有り

    Nishio Yuya, Hirotani Jun, Kishimoto Shigeru, Kataura Hiromichi, Ohno Yutaka

    ADVANCED ELECTRONIC MATERIALS   7 巻 ( 1 )   2021年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/aelm.202000674

    Web of Science

  5. Fabrication of Carbon Nanotube Thin Films for Flexible Transistors by Using a Cross-Linked Amine Polymer 査読有り

    Matsumoto Kaisei, Ueno Kazuki, Hirotani Jun, Ohno Yutaka, Omachi Haruka

    CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL   26 巻 ( 28 ) 頁: 6118 - 6121   2020年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/chem.202000228

    Web of Science

  6. High-output, transparent, stretchable triboelectric nanogenerator based on carbon nanotube thin film toward wearable energy harvesters

    Matsunaga Masahiro, Hirotani Jun, Kishimoto Shigeru, Ohno Yutaka

    NANO ENERGY   67 巻   2020年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.104297

    Web of Science

  7. Dielectric Ruduced Surface Field Effect on Vertical GaN-on-GaN Nanowire Schottky Barrier Diodes

    Liao Yaqiang, Chen Tao, Wang Jia, Ando Yuto, Yang Xu, Watanabe Hirotaka, Hirotani Jun, Kushimoto Maki, Deki Manato, Tanaka Atsushi, Nitta Shugo, Honda Yoshio, Chen Kevin J., Amano Hiroshi

    PROCEEDINGS OF THE 2020 32ND INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON POWER SEMICONDUCTOR DEVICES AND ICS (ISPSD 2020)     頁: 349 - 352   2020年

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  8. Dependence of enhancement factor on electrode size for field emission current from carbon nanotube on silicon wafer

    Funayama Keita, Tanaka Hiroya, Hirotani Jun, Shimaoka Keiichi, Ohno Yutaka, Tadokoro Yukihiro

    NANOTECHNOLOGY   30 巻 ( 42 )   2019年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1088/1361-6528/ab33c8

    Web of Science

  9. Aqueous two-phase extraction of semiconducting single-wall carbon nanotubes with isomaltodextrin and thin-film transistor applications

    Omachi Haruka, Komuro Tomohiko, Matsumoto Kaisei, Nakajima Minako, Watanabe Hikaru, Hirotani Jun, Ohno Yutaka, Shinohara Hisanori

    APPLIED PHYSICS EXPRESS   12 巻 ( 9 )   2019年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.7567/1882-0786/ab369e

    Web of Science

  10. Origins of the variability of the electrical characteristics of solution-processed carbon nanotube thin-film transistors and integrated circuits 査読有り

    Hirotani Jun, Kishimoto Shigeru, Ohno Yutaka

    NANOSCALE ADVANCES   1 巻 ( 2 ) 頁: 636 - 642   2019年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1039/c8na00184g

    Web of Science

  11. Carbon Nanotube Thin Films for High-Performance Flexible Electronics Applications 招待有り 査読有り

    Jun Hirotani, Yutaka Ohno

    TOPICS IN CURRENT CHEMISTRY   377 巻 ( 1 )   2019年2月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s41061-018-0227-y

    Web of Science

  12. Noise Modeling in Field Emission and Evaluation of the Nano-Receiver in Terms of Temperature

    Funayama Keita, Tanaka Hiroya, Hirotani Jun, Shimaoka Keiichi, Ohno Yutaka, Tadokoro Yukihiro

    IEEE ACCESS   7 巻   頁: 57820 - 57828   2019年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1109/ACCESS.2019.2913692

    Web of Science

  13. Stochastic Optimal Control to Minimize the Impact of Manufacturing Variations on Nanomechanical Systems

    Ito Yuji, Funayama Keita, Hirotani Jun, Ohno Yutaka, Tadokoro Yukihiro

    IEEE ACCESS   7 巻   頁: 171195 - 171205   2019年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1109/ACCESS.2019.2955697

    Web of Science

  14. Purification of 1.9-nm-diameter semiconducting single-wall carbon nanotubes by temperature-controlled gel-column chromatography and its application to thin-film transistor devices

    Thendie Boanerges, Omachi Haruka, Hirotani Jun, Ohno Yutaka, Miyata Yasumitsu, Shinohara Hisanori

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   56 巻 ( 6 )   2017年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.7567/JJAP.56.065102

    Web of Science

  15. Printed, short-channel, top-gate carbon nanotube thin-film transistors on flexible plastic film

    Michihiko Maeda, Jun Hirotani, Ryotaro Matsui, Kentaro Higuchi, Shigeru Kishimoto, Takuya Tomura, Masafumi Takesue, Katsuhiko Hata, and Yutaka Ohno

    Applied Physics Express   8 巻 ( 04 ) 頁: 5102   2015年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  16. Experimental Study on Thermal Contact Resistance at the End of a Carbon Nanotube 査読有り

    Jun Hirotani, Tatsuya Ikuta, Takashi Nishiyama, Koji Takahashi

    International Journal of Thermophysics   34 巻 ( 12 ) 頁: 2351-2360   2013年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  17. Carbon Nanotube thermal probe for quantitative temperature sensing

    Jun Hirotani, Juo Amano, Tatsuya Ikuta, Takashi Nishiyama, Koji Takahashi

    Sensors and Actuators A: Physical, 199, 1 (2013)   199 巻 ( 1 ) 頁: 1-8   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  18. カーボンナノチューブプローブを用いた表面温度計測法

    天野樹生,廣谷潤,生田竜也,西山貴史,高橋厚史

    日本機械学会論文集(B編)   79 巻 ( 799 ) 頁: 390-398   2013年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  19. Measuring the Thermal Boundary Resistance of van der Waals Contacts using an Individual Carbon Nanotube

    Jun Hirotani, Tatsuya Ikuta, Takashi Nishiyama, Koji Takahashi

    Journal of Physics: Condensed Matter   25 巻 ( 02 ) 頁: 5301   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  20. Thermal Boundary Resistance between the End of an Individual Carbon Nanotube and a Au Surface

    Jun Hirotani, Tatsuya Ikuta, Takashi Nishiyama, Koji Takahashi

    Nanotechnology   22 巻 ( 31 ) 頁: 5702   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  21. カーボンナノチューブ‐固体間の界面熱抵抗に関する実験的研究 査読有り

    廣谷潤,甲斐聡,生田竜也,高橋厚史

    日本機械学会論文集(B編)   76 巻 ( 769 ) 頁: 1412-1419   2009年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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共同研究・競争的資金等の研究課題 9

  1. 電子・正孔を情報担体とするフレキシブルサーマルデバイスの創製

    2020年12月 - 2024年03月

    戦略的創造研究推進事業さきがけ 

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    資金種別:競争的資金

  2. ナノカーボン材料を用いたフレキシブル高感度細胞センシングデバイスの創製

    2020年06月 - 2021年05月

    公益財団法人 村田学術振興財団 研究助成 

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    資金種別:競争的資金

  3. ナノカーボン微小電極によるバイオセンシングデバイスの高感度化

    2020年04月 - 2021年03月

    公益財団法人 立松財団 特別研究助成 

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    資金種別:競争的資金

  4. ナノカーボン材料を用いた高性能ウエアラブル熱計測デバイスの研究開発補助事業

    2019年04月 - 2021年03月

    公益財団法人JKA 平成31年度機械振興補助事業 振興事業補助 研究補助(複数年研究) 

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    資金種別:競争的資金

  5. 低次元ナノカーボン材料のキャリア制御による界面熱輸送制御

    2019年04月 - 2020年03月

    公益財団法人スズキ財団平成30年度科学技術研究助成 

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    資金種別:競争的資金

  6. 透明で伸縮可能なウエアラブル熱測定デバイスの創製

    2018年04月 - 2019年03月

    公益財団法人立石科学技術振興財団 2018年度研究助成(A) 

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    資金種別:競争的資金

  7. 1次元ナノカーボン材料のキャリア制御による熱トランジスタの創製に関する補助事業

    2018年04月 - 2019年03月

    公益財団法人JKA 平成30年度機械振興補助事業 振興事業補助 研究補助(個別研究) 

    廣谷 潤

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    資金種別:競争的資金

  8. 熱分解性ポリマーを用いた大面積で均一なカーボンナノチューブ薄膜作製とデバイス応用

    2017年04月 - 2018年03月

    公益財団法人近藤記念財団平成28年度(第3回)研究助成 

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    資金種別:競争的資金

  9. 伸縮可能な基板上の全カーボンナノチューブ薄膜トランジスタの作製と評価

    2016年08月

    公益財団法人村田学術振興財団第32回(平成28年度)海外派遣助成 

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    資金種別:競争的資金

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科研費 3

  1. ファンデルワールス材料のキャリア制御によるアクティブ熱輸送制御

    研究課題/研究課題番号:20KK0087  2020年10月 - 2024年03月

    国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

    廣谷 潤

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:18720000円 ( 直接経費:14400000円 、 間接経費:4320000円 )

    本研究では、電子工学・化学・機械工学に特徴を持つ国際異分野若手研究者を結集して、原子層材料の熱物性をキャリア量や欠陥密度を厳密に把握したうえで明らかにすることを研究目的とする。ラマン分光計測やナノデバイスによる熱・電気計測で実績のある研究代表者に加え、材料組成制御、表面化学修飾、シミュレーションなどの強力な分担者のサポートの下、高感度熱計測の1つであるサーモリフレクタンス計測やナノ界面熱輸送に関して実績のある国際共同研究者がタッグを組むことで、層状物質に関する熱輸送の国際共同研究を推進する。

  2. 金属ナノワイヤのキャリア制御による動的熱制御技術の確立

    研究課題/研究課題番号:19H02168  2019年04月 - 2023年03月

    廣谷 潤

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:17160000円 ( 直接経費:13200000円 、 間接経費:3960000円 )

    本研究では、1次元ナノ材料中のキャリアを精密かつ動的に制御する革新的アイデアに基づき、世界初の熱輸送の動的制御技術の確立を目指す。電気電子工学の世界におけるトランジスタの動作メカニズムを熱輸送の世界に持ち込み、電気的に熱輸送キャリアをアクティブに制御することで熱輸送の超高速・自在制御を目指す。
    電子工学、熱工学、ナノ材料工学の知見を駆使して実験・計算の両側面から金属ナノワイヤのキャリア変調に真正面から挑戦しつつ、熱輸送の動的制御に関する学理を構築する。研究後半では熱の動的制御技術の学理を社会に還元するために、シート状の大面積デバイスの創製にも挑戦する。
    今年度は金属ナノワイヤのキャリア制御を実証するために様々な膜厚の金属薄膜とイオン液体を用意して電気伝導の変調実験を行った。金属薄膜の膜厚を薄くするに従って変調される電気抵抗の割合は増加することを確認することができた。さらに熱伝導率計測用に薄膜下部の酸化膜をエッチングすることで金属薄膜が架橋された構造の作製を試みた。薄膜を薄くすると電気伝導変調効果は大きくなるが、架橋構造を作ることが困難となっており、引き続き構造やエッチング時間などの条件検討を進める。熱伝導率計測手法に関しては、ラマン分光装置に真空チャンバーを組み込むことで、様々な薄膜系材料の熱伝導率計測手法を確立した。
    また大面積化を目指してナノワイヤなどのナノ材料の大面積薄膜形成技術の確立を試みた。超臨界乾燥法を用いることで、乾燥時の表面張力の影響を受けることなく大面積で均一な薄膜精製手法を確立することができた。この薄膜形成手法に金属型の原子層材料を用いることで、大面積で均一な数ナノメートル厚さの薄膜作製手法の確立を次年度の研究課題とする。この薄膜の電気伝導変調を進めつつ、ラマン分光法などを用いて熱伝導率計測を行って行く。原子層材料の実験に関しては中国清華大学のグループと共同で研究を開始しており、次年度以降詳細検討を進めていく方針である。
    またシミュレーションでは、第一原理計算手法の計算環境の構築を行った。計算コストを低減させるために機械学習を用いた結果、低計算コストでMgなどの金属材料のポテンシャルを再現することができた。次年度以降はシミュレーションに関しては引き続き、金属型の原子層材料などを対象に計算を行っていく予定である。
    電子線リソグラフィを用いて金属薄膜のキャリア制御可能なデバイスを作製することができた。さらに金属薄膜の厚さに応じた電気抵抗変調効果を確認できている。熱伝導率計測に関しては、金属薄膜の架橋構造に関してトラブルが続いているが、金属型の原子層材料のキャリア変調を行うことで代替できると考えている。またラマン分光法を用いて薄膜系の熱伝導率計測が可能な測定系を構築することができた。
    従来の金属材料だけでなく、金属系の原子層材料なども加えてそのキャリア変調効果を探究する。これにより金属材料時に問題となっていた、金属薄膜形成時の結晶粒界による影響の問題も解決できるのではと考えている。さらにシミュレーションに関しても原子層材料を対象として引き続き第一原理計算による計算環境の構築を行い、その熱伝導率や電気伝導に関して調査を進めていく予定である。

  3. ナノ材料の界面フォノン散乱による熱整流作用

    研究課題/研究課題番号:17K14086  2017年04月 - 2020年03月

    廣谷 潤

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4290000円 ( 直接経費:3300000円 、 間接経費:990000円 )

    カーボンナノチューブ(CNT)などのナノ材料の熱物性計測と界面におけるフォノン散乱機構による熱整流作用に関して研究を進めた。浮遊触媒気相成長法に熱勾配を与えた流路を組み合わせることで、Si基板上に単層CNTを効率よく堆積させる手法を確立した。Si基板上に堆積させたCNTの原子間力顕微鏡像から数ミクロン程度の長さに渡って、孤立したCNTを成長できていることを確認した。また電子線リソグラフィなどのデバイス作製プロセスを駆使することで、CNTの直上に正確に電極を形成するための手法を構築した。電気的特性評価結果から、金属的特性を示すCNTとP型の半導体的特性を示すCNTを含んだデバイスを作製できた。
    熱を自在に制御することができれば、これまで未利用のまま捨てられてきた熱マネジメントが可能になり、大きな社会貢献を果たすことができる。本研究で見いだした熱制御技術はまだまだ発展途上であるが、熱伝導率を100倍変調できる可能性を示した意義は大きい。さらにナノ材料の熱伝導率計測手法と分子動力学法によるシミュレーション技術を確立したことで、熱伝導制御に必要な研究環境を構築できたことで今後の研究発展が期待できる。引き続き、熱伝導制御に関する研究を継続することで、省エネルギー社会の実現に向けて貢献していく。

産業財産権 5

  1. 積層体、積層体の製造方法、および、積層体を備えるデバイス

    大町 遼,廣谷 潤

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    出願番号:PCT/JP2021/001043  出願日:2021年1月

  2. 積層体、積層体の製造方法、および、積層体を備えるデバイス

    大町遼,廣谷潤

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    出願番号:2020-009996  出願日:2020年1月24日

    出願国:国内  

  3. 薄膜形成方法

    廣谷潤,大町遼

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    出願番号:2020-009995  出願日:2020年1月24日

    出願国:国内  

  4. 伝熱制御装置"

    廣谷潤,大野雄高

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    出願番号:2018-167859  出願日:2018年9月7日

    出願国:国内  

  5. 電子デバイス

    大野雄高,西尾祐哉,廣谷潤

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    出願番号:2018-162967  出願日:2018年8月31日

    出願国:国内  

 

担当経験のある科目 (本学) 12

  1. 量子力学及び演習

    2020

  2. 電気電子工学実験

    2020

  3. 量子力学及び演習

    2019

  4. 電気電子工学実験

    2019

  5. 物理学実験

    2018

  6. 量子力学及び演習

    2018

  7. 電気電子工学実験

    2018

  8. 量子力学及び演習

    2017

  9. 電気・電子工学実験

    2017

  10. 物理学実験

    2016

  11. 電気・電子工学実験

    2016

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    ダイオード・トランジスタ特性

  12. 量子力学及び演習

    2016

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社会貢献活動 1

  1. 平成29年度テクノフロンティアセミナー(TEFS)

    企画, 運営参加・支援

    名古屋大学 工学部  名古屋大学工学部電気系教室内  2017年9月

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    対象: 高校生

    種別:その他

    近年,若い人たちの理工系離れが指摘され,各所で理科に対する啓発活動が行われている。しかし,これらの多くは,小中学生を対象としたもので,理科の楽しい実験や工作に重点が置かれている。一方,高校生を対象とした活動は,あまり活発でない。本計画は,より産業界と関わりが強い工学分野について,高校生を対象として,科学に対する興味や関心を持ってもらうことを目的としている。
    したがって,取り上げるテーマのレベルを高校生向けに高く設定し,内容に関しても一定レベル以上の理解力を求めるものとした。さらに大学進学を控えた高校生に対して,名古屋大学工学部における研究や教育の内容についても,参加者が実験や見学を通して見聞を広め,直接的な体験ができることをねらいとしている。

学術貢献活動 1

  1. 平成30年度テクノフロンティアセミナー(TEFS)

    2018年9月