ディジタル信号処理 Digital Signal Processing信号処理とは、録音データからノイズを除去したり、動画像から物体を抽出したりと、信号を所

望の形に加工する技術です。相川研究室では信号処理の基盤技術と、音声、画像、脳波、通信などへの応用について研究しています。また、一部のテーマは企業との共同研究です。

車両の加速度推定など信号の瞬時変化を推定するフィルタ動的重量計測における高速・高精度化を実現するフィルタ広帯域通信における干渉を軽減するフィルタ

自動的にハウリングを抑制するシステム剣道の“一本”を解析するシステム動的に騒音を抑制するシステム

タオルに付着した毛髪を検出するシステム血液成分の種類や数を解析するシステム岩石の種類や数を解析するシステム

医者の解析を自動化するシステム睡眠の“質”を解析するシステム集中力を定量化するシステム

問題作成、解答、成績管理などを一括で実行できる電気回路Eラーニングシステム

東京理科大学 先進工学部 電子システム工学科

生生野研究室研究目的

新たな価値とは？ 当研究室の研究対象

テイラーメイド材料・デバイス創製研究内容

柔軟軽量機能性デバイス

グリーン・インテリジェント装置開発

(Control)

原田研究室研究テーマ：バーチャルリアリティ

• 新しいハプティックインタフェースの開発と応用

• HMD＋力触覚でVR空間に没入！→SPIDAR‐HMD ①

• HMD＋なぞり感覚でVR空間に没入！→SPIDAR‐Fr ②

• タブレットに表示されているものに触れて温度もわかる！→タブレット用ペン型力覚・冷温覚提示装置 ③

• VRを利用した教育支援システムなどの開発

① ② ③

現実世界のIoTにおける通信・センシングデバイス

総務省 「平成29年度 情報通信白書」より（ https://www.soumu.go.jp/johotsusintokei/whitepaper/h29.html ）

次世代ナノ電子・光デバイスの開発藤代・遠藤研究室

次世代ナノ電子・光デバイスの開発

ナノデバイスシミュレーション

光デバイス用ドット成長

電子デバイス用ナノ薄膜成長

ナノデバイスプロセス

藤代・遠藤研究室

理化学研究所

産業技術総合研究所情報通信研究機構

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時間[ps]

電流

[mA

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高い電子移動度を持つSb系化合物半導体を用いた “高電子移動度トランジスタ(HighElectron Mobility Transistor：HEMT)” はミリ波帯(30～300 GHz)・サブミリ～テラヘルツ派帯(300 GHz～3 THz)で動作可能な高周波・低消費電力デバイスとして期待されています。

本研究室では、InSbやGaInSbを量子井戸チャネル材料を用いたHEMTのモンテカルロシミュレーションによる設計・解析、分子線エピタキシー(MBE)装置を用いたHEMTエピ構造の作製・評価、デバイス作製・評価を行い、次世代ミリ波-テラヘルツ波帯低消費電力デバイスの実現を目

指しています。次世代通信、未踏センシング、極限コンピューティングなど、様々なテラヘルツ応用の実現に寄与します。

次世代ミリ波－テラヘルツ波帯低消費電力トランジスタの開発

低エネルギーバンドギャップを持つSb系化合物半導体を用いた “発光ダイオードや光センサー”は、中赤外から遠赤外線領域で動作可能な高機能光デバイスとして期待されています。

本研究室では、InSb系材料を用いた発光ダイオードや光センサーの設計とMBE装置による結晶成長等を行い、中赤外－遠赤外線領域の光デバイス実現を目指しています。用いるInSb量子ドットのサイズ制御、高密度化等の研究を行っています。医療（腫瘍の早期発見・治療等）、環境汚染物質除去、化学産業、自動車産業、災害時の人命救出、栽培等、様々な分野での応用が期待されます。

中赤外遠赤外線LED・光センサの開発

ステップバッファを用いたGaInSb量子井戸チャネルの層構造

試作したGaInSbチャネルHEMTの断面TEM写真(ゲート電極長：~50 nm)

ナノメータサイズで顕在化する量子効果を考慮したマルチサブバンドモンテカルロデバイスシミュレータを開発しています。シミュレーションの立場から電子・光デバイスの設計・解析を行い、実験と比較します。電気的特性に加え、端子電流の時間応答により高周波特性、雑音特性を予測計算しています。また、シミュレーション結果をアニメーション化し、デバイス中の電子の微視的挙動を明らかにしています。

シミュレーション結果のアニメーション化

端子電流の時間応答計算

次世代CMOSの開発

ナノデバイスシミュレータの開発

紫外LED・レーザの開発

[(独)情報通信研究機構と共同研究]

[(独)産業技術総合研究所と共同研究・連携大学院]

[(独)理化学研究所と共同研究・連携大学院]

高エネルギーバンドギャップを持つGaNを用いた紫外LEDや紫外LD（レーザーダイオード）、超格子を用いたテラヘルツ量子カスケードレーザーを開発します。

Si CMOSの微細化限界の先の、次世代CMOSのチャネル材料として、高い電子・正孔移動度を有するIII-V族化合物半導体やGeが注目されています。本研究室では、CMOSを構成するGe p-MOSFETの特性向上を目指した研究を行っています。

[(独)情報通信研究機構と共同研究]

[(独)産業技術総合研究所と共同研究]

中赤外遠赤外線LED・光センサに利用するInSb量子ドットのAFM画像

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