電気工学専攻・山本研究室では，コロナウイルス対応型フェイスシールド用超小型パワーエレクトロニクス回路の研究しています。

パワーエレクトロニクス研究室では、2019年に端を発したコロナウイルス蔓延に対して集中治療室等で医療行為に従事される皆様が使用可能な紫外LEDコロナウイルス殺菌機能付医療用フェイスマスクを実機構築し、空気を安全に循環させるためファンとウイルス殺菌効果を持つ紫外LEDを駆動させる小型軽量パワーエレクトロニクス回路システムを新たに開発しました。

今回は電動ファン並びに紫外LED駆動用パワーエレクトロニクス回路に対して並列化技術を適用することで小型軽量化・高効率化を実現し、医療従事者の方々の重量負担を低減化しながら、バッテリ駆動時間を大幅に延長することに成功しております。また、新開発したパワーエレクトロニクス回路にはLEDの劣化検出機能も付加し、コロナウイルス不活化に対する信頼性を高めることも実現しております。

電気工学専攻 女性教員公募

名古屋大学大学院工学研究科電気工学専攻では女性教員（助教，最大2名）を公募しています。（内容については詳細を参照）

ご応募をお待ちしております。

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人事異動

【昇任（３月１日付け）】

• 鈴木　陽香　講師（電子工学専攻）

情報・通信工学専攻・武田研究室では，人間と機械が調和する知的な情報処理技術を研究しています．

武田研究室では，機械学習や統計的信号処理に立脚して，実世界における人間と環境のインタラクションを対象にした知的な行動信号処理技術を研究しています．特に，自動運転，人間行動理解，音声変換，それらに必要な人間と機械のインタラクション技術の研究に取り組んでいます．例えば最近では，サッカーにおいて，軌道予測に基づいた評価値と実際の評価値の差に基づき，基準となる予測された動きと比べて，どのように動いたことが得点機会の創出に寄与したかを定量的に評価する技術を開発しました．

図：方法の概要． (i) まず評価値を計算し，(ii) 次に選手の軌道を予測する．(iii) 最後に，実際のゲーム状況での評価値と参照（予測）したゲーム状況での評価値の差によって，チームメイトのために貢献した動きを評価する．

人事異動

【退職（１月３１日付け）】

• 梶田　信　准教授（東京大学へ転出）

【昇任（２月１日付け）】

• 久志本　真希　講師（電子工学専攻）

電気工学専攻・三好研究室（宇宙地球環境研究所）では、スーパーコンピュータを用いた宇宙空間プラズマ現象の計算機シミュレーションを進めています。

電気工学専攻・三好研究室（宇宙情報処理グループ）では、宇宙空間を支配する保存則を高精度に解くための独自の数値解法を開発しています。また、ハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）技術に基づいた独自の並列プログラムにより、宇宙空間プラズマ現象の研究を行っています。名古屋大学のスーパーコンピュータ「不老」Type I（Fujitsu FX1000）の全ノード（2,304ノード=110,592コア）を用いた超並列計算において、1ペタフロップス（1秒当たり1,000兆回の浮動小数点演算）を達成しました。これはシステム全体の理論性能の約13%の実効効率になります。

(a)スーパーコンピュータ「京」6,144ノード（=49,152コア）を用いたミニ磁気圏の再現。(b)渦の回転とイオンジャイロ運動の向きによるケルヴィン・ヘルムホルツ不安定の発展の違い。(c)名古屋大学のスーパーコンピュータ「不老」。

人事異動

【退職（１１月３０日付け）】

• 廣谷　潤　助教（京都大学へ転出）

【採用（１２月１日付け）】

• 高橋　康史　教授（電子工学専攻）

電子工学専攻・ナノ情報デバイス研究室（未来材料・システム研究所協力講座）では、窒化ガリウム（GaN）を用いた世界初の深紫外光レーザ・超高周波デバイスの試作に成功しました。

すべてのウィルスの不活化が可能な世界最短波長271.8nmのレーザダイオードを旭化成と共同で世界に先駆けて開発しました。また、次世代無線通信や気象モニタリングレーダーとして期待されるX帯IMPATTの作製にGaNでは世界で初めて成功しました。

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271.8nmレーザダイオードの発振の様子

人事異動

【採用（１０月１日付け）】

• 藤井　慶輔　准教授（大学院情報学研究科）
  学部兼務（電気電子情報工学科）
• 北島　将太朗　助教（電子工学専攻）

地球上空のプラズマの変動を計測する国際観測網を展開しています。

電気工学専攻・塩川研究室（宇宙電磁観測グループ）では、地上90-1000 km高度の部分的に電離したプラズマ領域（電離圏）が宇宙空間や大気から受ける影響を調べるために、世界10カ国以上のグループとの国際協力に基づき、北海道陸別町に2基の大型短波レーダー装置を設置し、2006年から継続して観測をしています。このプロジェクトはSuperDARN（Super Dual Auroral Radar Network）と呼ばれており、数多くの成果が上がりつつあります。

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（上図）北半球及び南半球における、SuperDARNレーダーの分布図（丸点）及びオーロラ発光域（黄色の領域）。（中図）SuperDARNレーダーの観測対象となる現象の模式図。上図、中図とも西谷准教授来による論文。北海道陸別町のレーダーを始めとする、オーロラ発光域より低緯度側の領域における自然現象を対象とした科学的成果に関するレビュー論文が、Nishitani et al.（2019）として日本地球惑星科学連合誌（Progress in Earth and Planetary Science）に掲載されました（2021 PEPS Most Cited Paper Award受賞）。（下図）SuperDARNレーダーの観測データから得られた電離圏プラズマの速度分布図。このような宇宙天気図を1-2分の時間間隔で取得しています。

人事異動

【退職（８月３１日付け）】

• 今田　晋亮　講師（東京大学へ転出）

【昇任（９月１日付け）】

• 舟洞　佑記　准教授（情報・通信工学専攻）

電子工学専攻・川瀬研究室では、高速波長切り替え可能な新型高強度テラヘルツ波光源を開発し、リアルタイム分光を実現しました。

電波と光の中間に位置する電磁波であるテラヘルツ波帯には、未だ実用的なリアルタイム分光システムがありません。そこで川瀬研究室では、光注入型テラヘルツ波パラメトリック発生器（is-TPG）の波長を高速で切り替えることができる新たな方式を開発し、最大17波長でのリアルタイムテラヘルツ分光を実現しました。本成果はレーザー学会年次大会や他2つの研究会で優秀論文発表賞の表彰を受けています。

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(A)高速波長切り替え可能なリアルタイムテラヘルツ分光システム (B)17波長までの高速波長切り替え及び、試薬識別の様子

電気工学専攻・中村研究室では、分子動力学シミュレーションを使って、光渦による螺旋状ナノ針構造形成の機構解明を目指しています。

光渦は螺旋波面とドーナツ型強度分布を持った電磁波であり、新たな通信モード、物質操作、さらには、レーザー加工などへの利用が期待されております。光渦レーザー照射によってタンタルの螺旋状ナノ針構造形成が報告されていた。我々の研究室では、光渦がタンタル原子へ働く力をモデル化し、分子動力学法により各原子の運動を計算することで、この螺旋状構造をコンピュータ上での再現に成功しました。この研究報告は、日本シミュレーション学会より2020年度の研究賞として表彰されました。

分子動力学シミュレーションにより形成されたタンタルの螺旋状ナノ針構造。らせん状のねじれた構造（赤い補助線）が形成されている様子がはっきりと再現できている。

電子工学専攻・五十嵐・長尾研究室（ナノ電子物性研究グループ）は、磁壁の役割をするスキルミオンを観測することに成功しました。

これまで、「ドメインウォール・スキルミオン」と呼ばれる状態が量子ホール強磁性・液晶・磁性、類似の状態が超伝導体・ボース＝アインシュタイン凝縮体・場の理論など様々な物理学分野において理論的に予測されてきました。今回、五十嵐・長尾研究室では、ローレンツ電子顕微鏡を用いて、磁性体中のドメインウォール・スキルミオンを直接観察することに成功しました。ドメインウォール・スキルミオンが実験的に実証されたことから、様々な物理学分野において進展が期待されます。また、磁気構造を制御することでスキルミオンの電流駆動経路を設計できる可能性があります。本研究成果は、英国科学誌「Nature Communications」に掲載されました。

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情報・通信工学専攻専攻　佐藤・小川研究室では日本語文の平易化支援技術の開発に取り組んでいます。

情報・通信工学専攻専攻 佐藤・小川研究室では、日本語文を平易に言い換えるための支援システムを開発しています。このシステムは、(1)文の分割、(2)文末表現の平易化、(3)語彙の平易化、(4)専門用語の平易な説明生成の4つのモジュールからなり、難解な表現に対する書き換え候補を提示します。文末表現の平易化については、研究室でこれまで開発してきた日本語解析器Panzer・生成器HaoriBricks3と、深層学習による汎用のマスク言語モデルBERTを組み合わせることで、従来手法を大きく上回る性能を達成しました。

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テキスト平易化支援システム

電子工学専攻・藤巻研究室は、窒化物磁性ジョセフソン接合におけるπ位相シフト状態の実証に成功しました。

量子計算機の基本素子である、磁束型超伝導量子ビットの動作には、外部からの磁束バイアスによる超伝導位相の制御が必須であり、大規模量子回路の実現に向けた主要課題となっています。今回開発に成功した、π位相シフトした窒化物磁性ジョセフソン接合を量子ビットへ導入することで、磁束バイアスが不要となり、量子回路大規模化の加速が期待されます。（国研）情報通信研究機構との共同研究による成果です。

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（左）π位相シフト磁性ジョセフソン接合の概念図と（右）π位相シフトを示す実験結果。