Research Opportunities for UndergraduaTEs
理工学部・学部学生が最先端の研究に参加できるプロジェクト

Project lists

2018年度秋学期(今学期)
研究テーマの詳細については各教員に問い合わせてください。
大竹 充 准教授
磁性合金エピタキシャル単結晶薄膜の形成と構造制御技術の研究
参加学生 募集中
教員メールアドレス ""を"@"に ohtake-mitsuru-ytynu.ac.jp
定員 1名
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テーマ概要  エネルギー消費拡大に伴い、地球温暖化が深刻な問題となっており、今後、エネルギーの効率的利用が必要不可欠となってきます。本研究室では、磁性を中心とした材料をナノから原子レベルで構造制御した状態で作製することにより、材料が潜在的に持つ性質を引き出し、また、磁気的相互作用や電子スピン状態の制御を行っています。そして、
・モータやトランスなどのエネルギー変換機器の高効率化を実現する材料
・低消費電力の次世代メモリ・ストレージで情報記録を担う材料
・IoT機器のワイヤレス化を実現する発電デバイスで活用される材料
などの開発に取り組んでいます。ROUTEでは、超高真空仕様の材料形成装置を用いて、これらの応用で用いるための磁性合金材料の単結晶薄膜の形成技術と構造制御技術に関して研究を行います。
履修済みであることが望ましい科目 物理および化学の初歩的な知識があることが望ましい。
必要スキル モノづくりに興味があること
中津川 博 准教授
熱電モジュールの実用化への検討およびその性能評価
参加学生 募集中
教員メールアドレス ""を"@"に nakaynu.ac.jp
定員 1名
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テーマ概要  異種金属や半導体セラミックスなどのp型材料とn型材料を直列に結合した素子を熱電素子と云います。熱電素子の特徴は、熱を電気に直接変換するゼーベック効果と電流を流して一方向に冷却/加熱するペルチェ効果があります。熱電素子の魅力は、構造が単純で小型軽量、機械的な駆動部分が無く静謐であり、出力電流密度が大きいという利点が挙げられます。しかし、温度差を利用した発電である為、燃料電池や太陽電池と比較すると、エネルギー変換効率が低いという問題点があり、変換効率を向上させる為の材料開発研究が当研究室を含め世界中で繰り広げられています。具体的には、自動車への熱電応用が期待されています。マフラー、エンジン外壁やターボチャージャーからの300~650℃の排熱を熱電素子と熱交換器を用いて電力に変換して、回収した電力をバッテリーに充電しエアコンの駆動などに利用すれば、燃費改善に役立ちます。ROUTEの研究では、実際にp型とn型の熱電素子から構成される熱電モジュールの性能評価を行って、変換効率向上と実用化に繋がる研究を体験します。
履修済みであることが望ましい科目 固体電子論, 統計物理学, 電磁物性
必要スキル 特にありません。研究室のメンバーと一緒に新しい知識を身に付けましょう。
中尾 航 教授
新たな価値を創造する新規自己治癒材料の創出
参加学生 募集中
教員メールアドレス ""を"@"に nakao-wataru-hyynu.ac.jp
定員 1名
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テーマ概要  これまでに研究・開発されてきた自己治癒材料と異なり、強度などの力学機能以外の機能を自己修復し、今後の社会に新らたな価値をもたらす新しい自己治癒材料のコンセプト確立を目指します。

 具体的には、連携企業から提供された試料について、その損傷状況を調査するとともに、その損傷による機能減衰機構を解析します。得られた知見を基に、損傷を回復するための最適な化学反応の探索を実施します。
必要スキル とにかく人間的にタフであること。
向井剛輝 教授
コロイド型量子ドットを用いる高効率量子ドット超格子太陽電池の研究
参加学生 募集中
教員メールアドレス ""を"@"に mukai-kohki-cvynu.ac.jp
定員 1名
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テーマ概要  本研究室では、70%以上のエネルギー変換効率が理論予測されている量子ドット超格子太陽電池を、コロイド型量子ドットで実現する研究を行っています(下図)。量子ドット超格子とは、高均一な量子ドットを3次元的に最密充填した構造です。また、コロイド型量子ドットとは、フラスコ中で化学合成によって作製する直径5nm程度の半導体微結晶のことです。これまで精力的に研究されてきた、エピタキシャル型量子ドットを用いた超格子の製造方法は、結晶の無転位化と量子ドットの均一化が限界に達しており、ブレークスルーが求められています。我々はこれまで、コロイド型量子ドットを溶媒中でテンプレート上に沈降させて3次元配列させ、量子ドット超格子を作製する技術を研究してきました。現在、実際に良好な量子ドット超格子が出来つつあります。ROUTEでは、このコロイド型量子ドット超格子を用いて、実際に太陽電池を試作する研究を手伝ってくれる人を募集します。グローブボックス中での太陽電池の試作や、最適構造を設計するための理論計算などを手伝ってもらう見込みです。
履修済みであることが望ましい科目 特になし
必要スキル 特になし
その他 現時点で関連分野の知識を全く持っていなくても、学んでいく意欲さえあれば大丈夫です。積極的にやる気のある人を募集します。
廣澤渉一 教授
窒化物セラミックスと銅の活性金属接合に使用する銀ろうの熱的データの定量評価
参加学生 募集中
教員メールアドレス ""を"@"に hirosawaynu.ac.jp
定員 1名
テーマ概要  優れた耐熱性や力学特性を有するセラミックスは,電子回路用の基板として使用されているが,熱伝導性に優れた銅などの金属材料と接合する必要がある.代表的な異種材料接合法であるろう付け法では,通常のろう材がもつセラミックスに対する濡れ性が低く,一度セラミックス表面を金属膜で覆うためのメタライズという加熱処理を経てから,ろう付けを行わなければならない.それに対して,本研究で扱う活性金属接合法は,ろう材に反応性の高いTiなどを添加することで,ろう付け中にそれらの活性金属がセラミックスと反応,表面をメタライズしてろう材の濡れ性を改善することができる.しかしながら,ろう材中の活性金属の働きは明らかになっておらず,溶融ろう材中の活性金属の化学ポテンシャルや活量などの熱的データすらわかっていない.そこで本研究では,窒化物セラミックスと銅の活性金属接合における,銀ろう(Ag-Cu系合金)中の活性金属Tiの熱的データの組成依存性や温度依存性をCALPHAD法により定量評価し,より低温でメタライズ可能な新規銀ろう合金を提案,実用化することを目的とする.
履修済みであることが望ましい科目 熱力学
必要スキル 開始時点では特に必要としないが,状態図計算(CALPHAD法)などの計算材料学に興味のある学生が好ましい.
その他 研究室所属の4年生と一緒に研究を実施する予定です。また、他大学の教員や学生,企業の研究者と議論する機会もあります.世の中の役に立つ材料を創製し,ものつくりを通してぜひ自分の世界や能力を広げて下さい.
長谷川 誠 准教授
マグネシウム合金の高温における変形特性
参加学生 募集中
教員メールアドレス ""を"@"に hasegawa-makoto-zyynu.ac.jp
定員 1名
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テーマ概要  一般に、マグネシウム合金は実用合金中で最も軽量な合金として知られています。主なマグネシウム合金の結晶構造はhcp構造で、比較的強度は高いものの室温での塑性加工性に乏しいとされています。一方、マグネシウムにリチウムを添加したMg-Li合金は、リチウムを30mol%以上加えることで、hcpの結晶構造からbccへの結晶構造と変化させることができるため、超軽量で室温での塑性加工性に優れた合金となることが知られています。そのため、hcp構造を有するマグネシウム合金では、室温延性の改善のための組織制御が求められ、また、Mg-Li合金においても、より良い加工性のための組織制御が求められています。また、結晶の向きによっても塑性変形能力が異なるため、結晶配向(集合組織)の制御も求められています。そのため、高温での変形による組織制御の手法が考えられてきました。
 本研究では、添加され固溶している原子の原子寸法差に着目し、マグネシウムにおける固溶体合金での高温変形挙動や組織形成、結晶配向に与える影響について実験的に検討していきます。
履修済みであることが望ましい科目 材料学入門、材料力学、機械加工実習
必要スキル 切削、研磨などができることが望ましい。
前野 智美 准教授
アルミニウム合金の温・熱間プレス成形における金型コーティングおよび潤滑剤の検討
参加学生 募集中
教員メールアドレス ""を"@"に maeno-tomoyoshi-yfynu.ac.jp
定員 1名
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テーマ概要  自動車では環境保護を目的にハイブリッド化および電動化が進んでいます.電動化においてはバッテリーを積載するため,これまで以上に自動車の軽量化が必要となります.そのため,比強度の高い高強度アルミニウム合金の車体への採用が注目されています.2000系および7000系アルミニウム合金は比強度が優れており,自動車への適用が期待されますが,時効硬化されている材料の延性は低く,プレス成形がほとんどできません.そのため,プレス成形後に溶体化処理,人工時効処理をおこなっており,高コストなため利用が航空機などに限定されています.板材を加熱して延性を向上させてプレス成形することも考えられますが,熱処理型アルミニウム合金の場合,この加熱によって成形後の強度が下がってしまいます.本研究室では,加熱条件を限定することによって,温間・熱間プレス成形後でも強度低下が生じない,もしくは人工時効のみで強度が向上するアルミニウム合金のホットスタンピング方法を開発しています.
 自動車の生産では骨格を組み立てた後に焼付け塗装を行っており,骨格は170℃くらいの温度に20分間程度さらされます.従って,開発中のホットスタンピングにおける板材加熱方法もこの焼付け塗装工程の加熱を踏まえた加熱条件の最適化が必要になります.今期のROUTEでは自動車生産全体を踏まえた板材加熱条件について研究してもらいます.
企業との共同研究の一部であり,企業の研究者との打合せにも参加して,経験値を高めてください.
履修済みであることが望ましい科目 特になし
必要スキル 車など乗り物が好きな人,生産加工に興味のある人
その他 車など乗り物が好きな人,生産加工に興味のある人