新たに開発した非接触電力・信号伝送方式は、磁気コアとそれを貫通する非接触の導線から構成され、電力および信号伝送をこれらの磁気結合を介して双方的に行うシステムである。一方、現状のCAN、LIN等の方式はコネクタ接続が必要であるため、水中などの悪環境下では接続部の破損等による故障等の問題がある。電磁誘導方式、磁界共鳴方式、電波通信方式等はこれらの問題を解決する手段と考えられるが、コスト、信頼性、伝送距離等に問題がある。　本研究では、前述した非接触電力・信号伝送方式によりこれらの問題を解決した。本システムでは、20kHzで電力を伝送し、100kHz~400kHzで信号を伝送するシステムを開発した。信号伝送には市販のPLCを使えるシステムとした。

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近年，需要家からの売電やスマートグリッドの進展に応じて，配電系における電力状態の観測が強く求められており，電圧・電流センサ内蔵柱上開閉器が提案されている。しかし，これらのほとんどにおいて，電流センサは鉄心構造を採用しているため，高調波計測は困難を極める。それに対し，筆者らの研究室で提案された樹脂一体型電圧・電流センサは，空芯かつ逆位相二連式のコイルを用いることで，ノイズと他相配電線からの影響を除去しつつ高調波計測を可能とする。本研究では，センサを開閉器に内蔵させ，力率，高調波等の電力状態を把握できるシステムを目指す。今回は，鉄筐体中に電流センサを埋設した場合の評価シミュレーションを行う。

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近年,マイクログリッドや次世代電力網と呼ばれるスマートグリッドが注目を浴びている。それに伴い，電力の安定供給やネットワーク網を利用した電力を監視する計測システムなどが求められている。筆者らの研究室では,「樹脂一体型電圧・電流センサ」を用いた配電線の計測を,ネットワーク遠隔による最大6チャンネルの同時計測などが行えるFAコンピュータを用いて計測を行っていた。しかし,この装置は,非常に高価なものとなっている。そこで,本研究では，マイコン用組み込みOS,MESを搭載したSH-3マイコンボードを用いて,廉価な計測装置を設計製作した。また,SHマイコンのマルチプレクサ機能の有用性を検証し,複数のマイコンを用いて,同時計測が可能か検証する。

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約15万9千橋もの橋梁のうち、架設より50年が経過したものが6%存在し、20年後には53%になると予想されている。そのため定期点検による予防保全が推進されているが、地方自治体が管理する橋梁の中には点検が実施されていないものもあるという現況がある。その理由として点検技術のノウハウ不足や予算不足ということが挙げられている。そこで本研究では、橋梁衝撃試験により得た振動データを用いてウェーブレット変換(WT)による解析を行い、現在の診断手法よりも比較的簡便に実施が可能で損傷の判断が容易な診断手法を提案する。振動データに対してWT解析を行い、結果を比較することで損傷を診断する。

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金属めっき浴槽や原子力発電所等の工業施設においては、その過酷環境のため非破壊検査は容易ではないが、昨今の安全基盤向上の動きを受け、長時間の測定が可能なセンサの開発が求められている。従来の測定では遅延線が用いられていたが、装置が大型になり、信号処理も複雑になる。そこで本研究では、ジルコン酸チタン酸鉛ベースゾルゲル複合体を圧電材料とし、遅延線を用いずに高温超音波センサを作製した。センサは約0.2mm厚のステンレス基板上に約0.1mm厚の圧電膜をスプレーコーティング法により作製した。その結果、室温から200℃のオイルバス内において、厚さ36mmのアルミニウム底面からの反射エコーが確認された。

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　インクジェット方式を各種コーティングへ適用するための検討を行なっている。インクジェット方式には、主として2つの方式が用いられている。その1つは電気－熱変換方式である。2つは電気－機械変換方式である。これらの方式に用いられるノズル内径は数μmと極めて細い。我々は、インクジェット方式として比較的太いノズル内径が使用可能なものを採用した。また、コーティングの試みはノズル先端から飛翔するインクジェットが微粒子群となって霧散する状態を利用した。この目的の1つに、高価なコーティング材料を有効に使用することである。本稿では、各種コーティング材料を用いて得られた基礎的な結果について報告する。

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近年、情報端末の在り方は、タッチスクリーン搭載型機器から腕時計型、眼鏡型に代表されるウェアラブル機器へと注目が移りつつある。そこで本稿は、眼鏡型デバイスに着目して、ウェアラブル機器をもちいていかにコミュニケーションを行うかについて論じる。本稿では、ユーザーの視線方向に着眼し、眼鏡型機器における視線検出とその応用を考える。視線検出には世界的に開発が進められているオープンプロジェクトを参考にして機器を製作した。また応用例のひとつとして、ディスプレイやデジタルサイネージなどに対して、視線を用いた操作性を実現することを挙げ、その実現性や得られる精度、改善方法について説明する。

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目的：車のエンジンのシリンダーヘッドや、CFRPの加工に用いられている回転型ダイヤモンド工具において、ダイヤモンド砥粒の分布や形、欠損、突き出し量は加工精度に影響を及ぼす。これらの状態を把握し、解析を行うための、3次元測定システムを開発する。方法：サーボモータとエリアカメラによる測定システムを構築した。サーボ制御とカメラ撮影によって、工具全域の切削砥粒の画像取得を行った。また、画像処理を用いることで砥粒の突き出し量の自動測定を行う。結果：開発した測定システムによる回転型工具の全域の画像取得の成功および、画像処理により砥粒の突き出し量の自動測定が可能となった。

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目的：ダイヤモンド砥石表面の状態は、被研削物に影響を及ぼす。表面のダイヤモンド砥粒の形状を整える作業として、「ツルーイング処理」が行われる。しかし、ツルーイング処理後のダイヤモンド砥粒の状態を定量的に評価することは行われていない。本報告では、画像処理による計測・解析を試みる。方法：砥石表面の全領域を、エリアカメラを用いて画像取得後、画像処理を用いて、ツルーイング処理により削られたダイヤモンド砥粒領域のみを抽出し、解析を行う。結果：全砥粒数に対するツルーイング処理を受けた砥粒の割合を調査できた。また、砥粒の座標を出力しマップ化することで、ツルーイング処理が及んでいない領域を視覚的に判別可能にした。

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近年、都市などの広域空間をコンピューター上で再現する研究が多く行われている。そこで、建造物のテクスチャ等に、実際に撮影した画像を用いれば、現実感豊かな表現が可能となる。しかし、撮影画像を用いて、広域空間を自由視点で再現するためには、隠れの無いように、全方位を高密度に撮影する必要がある。そこで、我々は実際に車載して全方位を撮影するシステムを構築した。撮影した画像をドライビングシミュレーターに応用し有効性を確認した。

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近年、化石燃料の枯渇や温暖化等様々な問題を抱える中で、クリーンエネルギーの一つである太陽電池は将来重要な役割を担う可能性を持っている。なかでも色素増感太陽電池（DSC）は、手軽な製作プロセスやその特徴から次世代太陽電池として期待されているが、実用化にあたっては更なる効率改善が必要である。本研究ではDSCの効率改善を目指し、交流電気泳動法によってDSC用酸化チタン電極を調製し、電気泳動の条件がセル特性に及ぼす影響について検討するとともに、その最適化を試みた。

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色素増感太陽電池における効率改善の方法のひとつとして、作用極である酸化チタン膜を厚くし、増感剤である色素の吸着量を増加させることが考えられる。 しかし、効率は15～20μmでピークを迎え、その後、膜厚に伴い低下することが知られている。 この問題を克服するため、我々は酸化チタン膜に空隙層を導入した。 その結果、40μmの膜厚に至るまで膜厚に伴い効率が伸び続けることを見出した。 さらに、光散乱測定及び電池インピーダンス測定の結果に基づき、空隙層導入による効率改善の要因が、空隙層の一般的な効果として認知されている光散乱効果ではなく、電解液内のイオン拡散抵抗の低減であることを明らかにした。

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色素増感太陽電池では、作用極である酸化チタン膜の厚みがある限界を超えると、電解液内のイオン拡散が光電流の律速過程となり、変換効率が膜厚の増加に伴い減少する。当研究室では、ポリスチレンビーズ燃焼法を用い、酸化チタン膜に拡散抵抗低減のための空隙を導入することで上記問題の克服に成功した。しかし、空隙は拡散抵抗低減と同時に増感剤である色素の吸着量の低下を招くため、両者のバランスのとれた最適な空隙条件を見出すことが重要となる。そこで、本研究では、ビーズ溶液添加量を調整し、さらにはビーズ溶液添加量の異なる酸化チタン層を積層することで、空隙の密度や空間分布が電池特性にどのように影響するかを詳細に調べた。

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色素増感太陽電池の高効率化の手段として、二色素分離吸着構造にする方法がある。これは、太陽光を有効に利用するため、異なる吸収帯をもつ2つの色素を酸化チタン膜に層分離させて吸着させる方法である。しかし、この方法では膜が厚くなり、電解液中でのイオン拡散が光電流の律速過程となる問題が生じる。そこで、本研究では、イオンパスの拡大のために空隙層を設けた酸化チタン膜に対して、分離吸着構造の適用を試み、各吸着層の厚みを制御する方法を考案した。その結果、全膜厚が30μmにおいて、色素にN719とBlack dyeを用いた場合、吸着層の膜厚比が1:9のとき、効率の最大値8.35％が得られた。

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色素増感太陽電池では、作用極である酸化チタン膜の厚みがある限界を超えると、電解液内のイオン拡散が光電流の律速過程となり、変換効率が膜厚に伴い減少する。当研究室では、ポリスチレンビーズ燃焼法を用い、酸化チタン膜にイオンパス拡大のための空隙を導入することで上記問題を克服した。しかし、空隙導入に用いるポリスチレンビーズは非常に高価なものであり、実用化に向けてコスト面での問題がある。そこで、本研究ではビーズ燃焼法に替わる安価な空隙導入法として、ZnO粒子を酸処理により溶出させる方法を試行した。その結果、粒径が70nmと5μmの双方で、ビーズ法と同等の電池光電特性の改善を達成した。

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色素増感太陽電池の低コスト化に向けて、安価な炭素材料を用いた白金代替対極の開発は重要である。本研究室では、活性炭と高導電性のケッチェンブラックとの複合材を用いてスキージ法による製膜で、白金同等の性能を5mm角セルにおいて達成した。そこで、本研究ではこの炭素対極を大面積化に適用するため、より一様な製膜が可能となるスクリーン印刷法に製膜法を変更し、その最適化を行なった。スクリーン印刷では、電池作製時の短絡回避のため、炭素ペーストの粘性を調整し、最適な膜厚を得ることが重要となった。さらにこの炭素対極に集電性向上のためのAgグリッド電極を導入し、25mm角セルにおいて白金対極と同等の性能を達成した。

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長期航海を行う貨物船は，積載してきた荷物を下ろすと航行が不安定になるため，荷物の代わりに現地の海水を船底に補充して帰港する。この海水をバラスト水という。バラスト水には様々な生物が混入しており，帰港後に廃棄する際には，その海域に生息しない生物も排出することになり，生態系や人間の健康，経済活動などへ影響を与えることが懸念されている。我々はオゾンを用いたバラスト水殺菌処理技術に着目しており，本研究では，圧力スイング吸着法(PSA法)を用いて，オゾンと共に排出される酸素をリサイクルすることによって，オゾン生成に必要なエネルギー効率を改善し，省エネ・低コストでのオゾン生産を試みたので報告する。

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近年のエネルギー問題、環境問題に対する需要面における省エネルギー対策として、民生部門におけるエネルギー消費量の約4分の1を占める冷暖房に着目をして、熱放射型冷暖房システムの省エネルギー利用について研究を行った。本システムはヒートポンプを用いており、冷暖房としてのエネルギー効率は優れたもの（冷房COP:3.5, 暖房COP:6.0)であるが、その成績係数COPは、外気温、ラジエータの水温、室温等によって変化することが予想される。今回は、ラジエータの設定水温に対してCOPの変化を調べることにより、より効率の良い利用法について検討を行ったので報告する。

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2011年3月の東日本大震災の津波による送電網の壊滅的なダメージや，2012年11月の北海道室蘭市等における送電用鉄塔の崩壊による大規模停電など，災害時に電力系統網に頼らない電力確保が求められている．本研究では，GIS(Geographic Information System)を利用した太陽光発電シミュレーションシステムの開発及びPV設置箇所の把握し評価を行う．

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太陽光発電システムの設置件数増加に伴い、太陽電池モジュールに長時間部分影が生じると、そのセルの温度が上昇し、表面樹脂の変形や変色が生じ、セルが故障してしまった　事例の報告もあり問題となっている。セルに結晶欠陥がある場合、セル内部においてキャリアが再結合するため、ホットスポットの原因になる。そしてホットスポットが発生し、温度が上昇したセルは逆方向時のリーク電流が増加することが明らかになっている。今現在のホットスポットの測定方法は多くの時間を要する。そこで本研究では、この物理現象を利用してホットスポットの可能性を簡易的に素早く診断する装置を開発し、その有効性の検討を行った。

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海外向けの無線装置の開発にて、ソーラーパネルとLi-ion電池を用いた装置を開発。その過程において、ソーラーパネル、Li-ion電池の特性評価を実施。電池容量を増やす事なく、悪天時の稼働日数を増やす為、低消費電力化の検討に着手。今回の発表では、この低消費電力化について報告する。運用時の動作を見直しSleepさせる機能を主要IC間の制御を工夫する事で実現し、既存ネットワークとの互換を保ちながらの低消費電力化に成功した。また付加価値としてコストの削減、保守性の向上などがある。

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Recently, the solar energy system is expected to play an important role in saving energy of a smart home. However, most of the solar energy management research did not take the Peak-to-Average Ratio (PAR) of the power system into consideration. This research proposes a solar energy scheduling model with PAR concerned. This model also employs an improved binary particle swarm optimization (BPSO) to achieve optimal utilization of solar energy. Simulation results prove that the proposed algorithm can simultaneously reduce the PAR and the total energy cost.

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　太陽光発電システムを導入する際，事前に年間発電量を予想することは重要である。現在、発電量を予測するために、位置情報と太陽電池(PV)モジュールの標準状態での発電特性を用いている。しかし、一般にはPVモジュールの汚れや電線によるわずかな影、モジュール温度上昇による出力低下などは厳密に考慮されておらず、予測発電量と発電量の実績が異なることも多い。　そこで、本研究では、設置予定場所でPVモジュールの発電特性を測定し、実測されたデーターを元に太陽電池アレイの年間発電量を予測するシステムを提案する。PVモジュールの発電特性を長い期間，安定して測定するため、コンパクトで安価なPICマイコンを使った計測システムを作製した。

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太陽電池モジュールの診断方法としてI-V特性測定、温度分布計測、断線探査などが行われ ているが、故障要因の判別や診断精度、所要時間などに課題がある。本研究では太陽電池モジュールの故障劣化診断法として、誘導コイルを用いてモジュール内のセルを外部から励振する方法を提案する。 太陽電池モジュール内の特定のセルの上に保護ガラス表面からコイルを置き，コイルに高周波信号を印加し，モジュール出力端子で測定する。セル毎に信号を印加しモジュール出力の測定信号の変化を調べることによって故障・劣化を診断する。実験の結果、出力端子での高周波信号振幅において、コイルで故障セルと正常セルを励振した場合では両者に差異が見られた。

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近年水中放電プラズマの、殺菌、有機化合物の分解などへの応用が、環境にやさしい手法として関心が高まって来ている。これらの応用はパルス放電により発生するOHラジカルやH₂O₂などの化学物質の酸化作用によるものである。そこで、水面上繰り返しパルス放電におけるOHラジカルの生成速度を知るため、OHラジカルの再結合から出来るH₂O₂の生成速度を比色分析により測定した。また、有機化合物の分解能力を、オレンジ染料の色の変化で評価した。なお、溶液はpHの変化を抑制するリン酸緩衝溶液と、KCl溶液の2種類を用いることで、pHの変化によるそれぞれの値の影響を調べた。

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水中放電で生成されるOHラジカルは高い酸化力を有し、従来の水処理では対応することができなかった難分解性の有機化合物を分解することができる。本研究では水中放電で生成されたOHラジカルと過酸化水素の計測を試みた。水中放電は針対球電極を使用し，パルス高電圧を印加して発生させた。OHラジカルの定量にはテレフタル酸二ナトリウムを使用する化学プローブ法を用いた。過酸化水素の定量には硫酸チタン比色法を用いた。過酸化水素はおもに水中放電によって生成したOHラジカルの再結合により生成すると考えられている。化学プローブ法によるOHラジカルの推定量を過酸化水素の濃度から算出した量と比較して検討も行った。

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　近年, 生活の利便化に伴い水環境は汚染の一途を辿っている. 産業排水などにはダイオキシンなどの難分解有機化合物が含まれ，現在の水処理法ではその完全分解が難しく，塩素処理では発がん性物質ができてしまうという欠点も問題となっている．　そこで我々はナノ秒パルス放電を用いた放電による水処理法を研究している．放電による処理は促進酸化法の一種であり，化学的活性種であるOHラジカルなどを生成し，対象を酸化分解する方法である．この方法は副産物を出すことがなく難分解性有機化合物を分解できることから現在注目されている．今回の研究ではフェノール水溶液を用いてナノ秒パルス放電を用いた水処理実験における諸特性を調査した．

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近年，産業の発達や人口の増加により汚染された水を処理することは重要な課題となっているため，環境に優しい水処理の手段として水面上放電プラズマなどを用いた水処理方法が研究されている．本研究では化学プローブ法で過酸化水素を計測し，水面上放電プラズマの化学特性を調べた．この水面上放電プラズマはストリーマチャネルが水面に沿って進展する．電極は針対平板電極を用い，磁気パルス圧縮方式のパルス電源を用いて正の電圧を印加した．パルス繰り返し周波数は1000 pulses per secondまで変化させて，針電極と水面間の距離が過酸化水素生成に与える影響を調べた．針電極と水面間の距離による過酸化水素生成量の大きな差は認められなかった．

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近年，環境汚染物質の処理に効果的な方法として放電プラズマを用いた処理が利用されている．高い酸化力をもつOHラジカルやOラジカルやオゾンといった化学的活性種は水中またはその表面にパルス放電プラズマを用いることで生成される．このように生成された化学的活性種を用いることで汚染水を効果的に処理する方法が注目を集めている．以前，我々の研究室では水の表面に対する5ナノ秒のパルス放電を用いたフェノールの分解を行い，ナノ秒パルス放電の水処理に対する有用性を確認した．今回の研究では5ナノ秒パルス放電とシャワースプレー型リアクタを用いた難分解性の有機化合物の処理結果を報告する．

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近年、パルス電磁エネルギーにより発生するパルス電界、放電プラズマなどの技術を生体や植物へ応用する“バイオエレクトリクス”が注目を集めている。中でも、植物への応用研究として、パルス電界を植物の根部へ印加することにより植物の成長に影響を与える、といった内容の報告がいくつかなされており、これらの研究では、パルス電界が植物の根部と植物栽培に使用される液肥に印加されている。パルス電界印加による植物根部細胞の反応は様々の方面から研究が行われている一方で、液肥の成分変化については十分に議論されていない。本研究では、液肥に対してパルス電界を印加し、成分変化を調査した。

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パルス電界（PEF）は、生物の物理的なストレスや刺激の一種である。最近PEFを用いた生物の殺菌や不活化に関する研究が数多く報告されている。一方、PEFによって適度な刺激を与えることで、シロイヌナズナの成長促進や動物細胞の活性化も報告されている。　そこで、私たちは生物の活性化に注目し、PEFによる酵母の活性化について研究している。本研究では、パルス処理をしていないものと比べ最大1.4倍の増殖率を得ることができた。また、細胞内生化学解析による酵母の増殖メカニズムについても言及する。

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パルス高電界は数秒の間に数十度を超える温度変化を引き起こすことができる。この様な急峻な温度変化を過渡的温度変化(Impulsive Heat Shock : IHS)と呼ぶ。これまでに筆者らは、IHS併用パルス高電界はがん細胞の有意な細胞死誘導を報告した。しかしながらそのメカニズムは不明な点が多く残っている。そこで本研究は熱刺激に関連がある熱ショックタンパク質(Heat Shock Protein: HSP)に着目し検討を行った。

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近年、パルスパワーの生体への影響を研究するバイオエレクトリクスという分野が注目を集めている。これまでに私たちは、バイオエレクトリクス応用としてバースト電磁波を用いた非侵襲癌治療装置の開発を目指して、バースト電磁波集束システムの特性について調べてきた。このシステムでは、楕円形のリフレクターを用いて、第一焦点から放射された電磁波を第二焦点集束させることで、局所的に高電界を得ることができる。本システムは、電極を用いて電界を印加する際の皮膚の損傷を防ぎ、非侵襲での治療が可能という利点がある。今回、私たちは、パルス高電界とバースト電磁波を癌細胞に印加した際の、細胞に与える影響の違いについて調査を行った。

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近年、大気圧プラズマジェットのバイオ・医療応用に関する研究が注目されている。プラズマ中では様々な励起種やイオン種、紫外線領域の光子などが生成されており、これらの物理・化学的特性を利用した殺菌・滅菌などが行われている。本研究では、プラズマ原料として一般的に用いられているヘリウムガスにミスト化した溶液を混入させることで大気圧ミストプラズマジェットを生成し、プラズマ中に生成される粒子種を測定した。また、細胞への照射実験及び生死確認を行い、従来の乾燥ヘリウムガスのみを原料としたプラズマジェットを照射した場合と比較した。その結果、プラズマ中に生成される粒子種及び細胞生存率に違いが見られた。

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数 kV/cm程度のナノ秒パルス高電界を動物細胞に印加すると、様々な細胞応答が誘導される。ブレッビングやフォスファチジルセリンの膜外移動などは、通常、アポトーシスの生体反応としてゆっくり進行するが、パルス電界を印加した細胞では印加直後または数分内に起こる。また、細胞内カルシウム濃度増加や活性酸素亜種（ROS）の発生も瞬時に起こる。しかしながら、これらの反応の詳細なメカニズムはわかっていない。本研究では、パルス電界印加によって細胞に即座に生じるブレッビングやROS等の発生メカニズムを明らかにした。

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ナノ秒パルス高電界をヒトがん細胞に印加すると、アポトーシス誘導や細胞内Ca2+濃度増加、ブレブ形成など様々な生体反応が引き起こされる。このことから新たながん治療法として注目されている。しかしながら、電界印加によるアポトーシス誘導の詳細なメカニズムは未だ不明である。我々は、2種類の異なるパルス幅を持つナノ秒パルス高電界によるがん細胞へのそれぞれの影響を明らかにした。

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これまでにバースト電磁波を用いた非侵襲癌治療装置の開発を目的として、バースト電磁波収束システムの特性について調べてきた。今回、電磁波を用いた非侵襲癌治療装置のための高出力な電源開発を目指し、RFパルスを発生する5段と10段の非線形集中素子伝送線路（NLETL）を作製し、その特性を調べた。まず、5段のNLETLに33Vのパルスを入力したとき、最大ピーク電圧84V、最大振動周波数8MHzの出力を得ることができた。また、回路の段数を増やすと出力の振動周波数の値は大きくなり、10段のNLETLを用いたときの出力の最大振動周波数は19MHzであった。なお、このときの入力電圧は21Vであり、出力電圧は36Vであった。

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現在、体外衝撃波破砕術は実用化され、その他にも衝撃波を用いた医療応用が研究されている。医療応用では、衝撃波の圧力を繊細に制御しなければならない。本研究では、磁気パルス圧縮回路を用いた水中パルス放電により、圧力を繊細に制御できる衝撃波を生成した。また、プラズマの膨張による第一衝撃波、気泡崩壊・再膨張による第二衝撃波の2種類の水中衝撃波について2つの方法を用いて研究を行った。1つの目の方法ではシャドーグラフ法で衝撃波の伝搬を可視化し、2つ目の方法では圧力変換器を用いて圧力の測定を行った。私たちの研究条件では、第二衝撃波の圧力は第一衝撃波の圧力と比べ同程度の強さであったが、ばらつきが大きかった。

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カーボンナノチューブ（CNT）ガスセンサは誘電泳動集積法を用いてCNTを電極間に集積させることで容易に作製することができ、二酸化窒素等の酸化性ガスやアンモニア等の還元性ガスの常温検出を可能とする。一方、水素や炭化水素系ガスとCNTとの反応性は乏しいが、それらのガスと反応性が高いPt（白金）やPd（パラジウム）等の触媒金属をCNT表面に修飾させることで、水素や炭化水素系ガスの検出が可能となる。本研究では、誘電泳動集積法により作製したCNTガスセンサに対して、電気めっき法を用いてPtナノパーティクルで修飾し、白金修飾CNTガスセンサを作製した。

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カーボンナノチューブ(CNT)は、様々な優れた特性を持っており、特にその比表面積の大きさは、大気中のガス検出に非常に有用である。著者らはこれまでにCNTのようなナノマテリアルをマイクロ電極上に集積するセンサ作製法(誘電泳動集積法)を開発した。同手法より作製したCNTガスセンサを用いて、二酸化窒素やアンモニアなどの酸化還元性を持つガスの検出に成功している。またCNTガスセンサに金属触媒を機能化することによって、水素や炭化水素系ガスの検出が可能になる。本研究では電気めっき法によりCNTガスセンサに金属触媒である白金を修飾をし、二酸化窒素、水素の検出特性評価を行った。

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現代の半導体デバイスの製造現場では高い経済性、省資源性が求められているため、インラインで行える計測技術の導入は必要不可欠である。我々の研究室ではインライン検査可能な非破壊・非接触による絶縁薄膜の信頼性評価の方法として、パルス光伝導法（PPCM）を提案している。今回、ハイスループットな計測が可能なPPCM評価装置の実現を目指し、安価で高繰り返し周波数を持つ光源装置の開発を行った。繰り返し周波数が530Hzであるキセノンフラッシュランプを複数組み合わせ、発光タイミングを微小にずらす事で、全体として一つの高繰り返し周波数を持つ光源として使用することを可能とした。

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半導体デバイスの界面準位はデバイス特性へ大きく影響を及ぼす。界面準位改善のためのデバイス・プロセス対策を進めていく上で界面準位密度を正確に評価することは重要である。我々は、非破壊・非接触による光伝導度測定手法PPCM(Pulse Photoconductivity Method)を応用した界面準位密度測定手法を考案した。本手法はデバイス構造が不要であるためショートフィードバック期間での界面準位低減検討を行うことが可能となる。また、非接触測定であるため、インラインでのQC管理への展開も可能と考えられる。本稿では、界面準位密度測定の測定原理およびP型Si基板上に成膜した熱酸化膜サンプルの界面準位密度測定結果について報告する。

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ゾルゲル複合圧電体による圧電多孔体セラミックスは，耐熱性や周波数広帯域特性，柔軟性等がもたらされ，様々な超音波・圧電応用が期待される．従来はスプレー法により作製されていたが，この手法ではスプレー塗布と熱処理の工程を何度も繰り返す必要があり，現地でのその場作製において作業時間及び作製者による特性のばらつきが課題であった．この課題を解決するため，ステンシル印刷法によるPZT/PZT膜の作製が検討され，前述の課題が改善されたが，圧電特性の低下が問題であった．そこで本研究では誘電率の低いチタン酸ビスマス（BIT）を用いたBIT/PZT膜のステンシル印刷法による作製及び特性検証を行った．

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Ga2O3は，室温でのバンドギャップが約4.9eVの直接遷移型酸化物半導体であり，波長が異なる複数の光を重ね合わせて白色の光を出力する白色発光ダイオードなどへの応用が期待されている．サファイア（α-Al2O3）は優れた熱的特性，化学的安定性，光透過性等を有しており，多くの工業用分野で利用されている．本研究では，成長条件を容易に変えることができるパルスレーザー堆積（PLD）法に注目し，良質なGa2O3薄膜をα-Al2O3基板上に作製するための成長条件の探求を目的とした．

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近年では、シリコンを用いた半導体デバイスの微細度が、それ以上の高速応答を望むことは難しいとされるシリコンの材料限界にまで近付いている。そこで、シリコンの10～100倍の電子移動度を持つとされるグラフェンに注目が集まっている。しかし、通常のグラフェンにはバンドギャップが存在せず、半導体デバイスとして用いることができない。これを解決するために、変調構造を持たせた基板上にグラフェンを製膜することでグラフェンの周期を変化させ、バンドギャップを生じさせることを目的として研究を行った。ここでは、製作した変調基板と実際に行った特性評価について述べる。

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SiパワーICでL負荷スイッチングに対して高い破壊耐量を実現するには、搭載するSi横型ダイオードの高耐量化が必須である。今回リカバリ時の高dV/dt動作に対応したSOI横型ダイオードを開発するため、ドリフト長の割合をパラメータとして、Tj=+175℃のターンオフ特性を評価・解析し、高耐量を実現する構造の検討を行った。その結果、様々なドリフト長の横型ダイオードについて、dV/dt耐量を評価した結果、従来に比べ1.3倍ドリフト長の大きい構造Aの耐量は、15kV/us@200A/cm2と、従来比15倍の高dV/dt耐量を実証した。

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薄層SOIパワーMOSFETは高温でのリーク電流が小さいことから、高温動作が可能なデバイスとして注目されている。薄層SOIパワーMOSFETの高温動作時の素子特性について測定・評価を行い、(1)耐圧の低下、(2)閾値電圧の低下、(3)オン抵抗の増大が課題であることを明らかにした。これらの課題に対し、寄生バイポーラ効果の抑制、ゲート酸化膜の薄膜化、活性Si層の薄層化が有効であることを明らかにした。

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けい素鋼板，鉄系アモルファス磁性材料やパーメンジュールなどは，それぞれの長所を生かし電気機器や電磁アクチュエータの鉄心材料として広く応用されている。電気機器の騒音の原因の一つに磁気ひずみによる伸縮が挙げられる。また，磁気ひずみが大きい材料では，その応力感受性から予測した特性が得られないことも多い。そのため，実用化のめには磁性材料の詳細な磁気ひずみ特性を把握しておく必要がある。そこで著者らは磁気特性をベクトル量で取り扱うことが可能なベクトル磁気特性と任意方向の鋼板面内磁気ひずみ(2次元磁気ひずみ)の測定手法を提案した。本報告では，上述の磁性材料の詳細な二次元磁ひずみの測定結果を比較する。

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現在トランスの鉄心には、方向性電磁鋼鈑が使われているが、それに代わる新たな磁性材料としてさらに低鉄損の材料であるアモルファス磁性材料を鉄心に用いることが注目されている。しかしアモルファスを鉄心に使用する場合、加工プロセスによる残留応力の増加や、積層することによる磁歪の発生、珪素鋼板に比べ占積率が悪いなどの要因により鉄心に使用した際に損失が意図したように低減できない問題がある。そこでアモルファスコア材の磁気特性を劣化させない低応力な加工法を検討するために、積層状態での磁気特性を正確に測定する必要がある。本研究では三次元有限要素磁界解析によりアモルファスコア材用の磁気特性評価装置の設計を行った。

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電磁力応用機器の磁気回路の構成部材として電磁鋼板が多く用いられており、この電磁鋼板の特性を改善することにより電磁力応用機器の更なる高効率化が可能である。電磁鋼板の鉄損を低減する技術の一つの例としてレーザー照射による方向性電磁鋼板の磁区の細分化が挙げられる。これはレーザー照射によって方向性電磁鋼板表面の磁区を細かくすることで、渦電流損を小さくする手法である。本報告では、特性を改善するための最適なレーザー照射条件を検討し、そのベクトル磁気特性に対する影響の測定結果を比較した。その結果として、レーザー照射によって方向性電磁鋼板の回転鉄損を削減できることがわかった。

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