所属（学科・コース・講座等）環境数物科学科 数理科学・地球環境学コース環境数物科学科 数理科学・地球環境学コース環境数物科学科 数理科学・地球環境学コース環境数物科学科 数理科学・地球環境学コース環境数物科学科 数理科学・地球環境学コース環境数物科学科 機能デバイス物理コース環境数物科学科 機能デバイス物理コース環境数物科学科 機能デバイス物理コース環境数物科学科 機能デバイス物理コース教員名（職名 氏名）講 師 久野 義人講 師 久野 義人講 師 村上 英樹助 教 佐々木 英一准教授 高橋 博教 授 河村 希典教 授 菊池 伸明教 授 山口 留美子教 授 吉村 哲研究テーマ量子多体系における量子情報学的研究人工量子多体系における量子シミュレーションの理論研究植物成長促進技術の開発とそのモデリングによる最適化水や空気の流れに潜む秩序海洋除染技術の開発液晶をつかった電子制御レンズの開発磁性体の新しい機能性の探索ネマチック液晶の物性およびその応用に関する研究高機能電子材料薄膜の高品位形成とデバイス応用に関する研究研究内容多数の量子が存在したときに発現する複雑な量子もつれをもつ量子相(トポロジカル量子相や多体局在相など)を探求しています。その特異な量子相において量子情報(量子ビット)がどのように書き込まれ、それらがどれほど保護されるか、あるいは量子情報が時間発展下(量子回路モデルなど)でどのように振舞うかを解析計算と数値シミュレーションを併用して研究しています。実験で高度の制御可能な量子多体系、特に、超低温(ナノケルビンオーダー)下で量子的になった多数の原子がレーザーの定在波によってトラップされた系(光格子冷却原子系)をターゲットに、そこで発現する新奇な量子相の提案、量子もつれダイナミクスの予想、量子状態が系の変化に応じてどのように熱平衡化するか(量子情報の拡散や統計力学の基礎に密接に関係)などに関して理論的な研究しています。秋田県を始めとする本邦を含め、汎世界的に多産する珪藻土と、安価で安全な有機酸を活用した植物成長促進技術の開発及びそのモデリングによる最適化に関する研究を行っています。珪藻土栽培の例として、サクランボ（佐藤錦）では、収穫量の増加（平均1.5倍）、実の大玉化、糖度の上昇（平均24°Bx）、霜害被害の軽減等の効果が得られています。また、苔の成長促進技術を確立させて、省エネルギーやカーボンニュートラルへの貢献を目指しています。わたしたちの身の回りで見つけることができる水や空気の流れは乱流と呼ばれる不規則で複雑な運動をしています。乱流には、例えば、コーヒーにミルクを早く溶かすという、混合を促進する喜ばしい効果と、投げたボールの球速が落ちるという、抵抗が増加する避けたい効果があります。工学的に重要な性質がどのような流れの運動によってもたらされているか、興味を持っています。膜分離装置内で各種化学反応を行う新しい技術を考案し、海洋除染作業で発生する処理液からの廃棄物の分離と使用した薬剤の再生を目指したシステム開発を行っています。液晶材料は、比較的低い電圧により液晶分子の配列状態や光学的特性（屈折率分布）を容易に変化できる他の光学材料には見られない特長を持っています。この優れた光学的特性をもつ液晶を使って、機械的な駆動部を必要としない全く新しい「液晶プリズム」、「液晶レンズ」、またそれを用いた「光学応用システム」の開発を行っています。磁性体と聞くと、U字型の“磁石”を思い浮かべる人も多いと思います。ところが、これらは磁性体の用途の一部に過ぎず、様々な形で社会に役立っています。例えば、膨大なデータを保存するストレージデバイスに用いられて社会を支えています。これらの磁性体を用いたデバイスの高性能化には、磁性体の振る舞いの理解と効率的な制御手法の確立が重要になります。高周波磁場や電子のスピンを利用した制御手法の確立・新たなデバイスの提案を目指しています。電卓表示やテレビ、スマートフォンディスプレイに応用されているネマチック液晶において、それらの製品化の際に重要となる液晶分子の配向現象を研究しています。さらに、ディスプレイ以外への応用として、透明-光散乱状態を電気的に切り替えることができる電子カーテン、角度によって光を遮ることができる電子ブラインドへの応用、またそれらの低電圧駆動化に関する研究を行っています。世の中に数多く存在する磁気を用いたメモリ等の種々のデバイスは、コイルに電流を流して発生させる磁界により駆動されていますが、この方式では電力のロスが非常に大きく素子構造も複雑であり、それらが高性能化を妨げています。本研究では、電界で駆動させる新しい方式のデバイスの提案、それに適した高機能な材料の探索、その薄膜を高品位に作製する手法の開発、その薄膜を用いたデバイス構造試料での動作検証、などを行っております。-48-
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