深共晶溶媒(DES)はイオン液体の一種であり，不揮発性・高い導電性などの特長から，電解めっき用の溶媒としての活用が期待されている。本研究室ではこれまでに，塩化コリンとエチレングリコールの深共晶溶媒を用いて軟磁性膜を作製してきた。一般に，めっき法による成膜では，膜質の改善や特性改善のために， 様々な浴添加剤が用いられる。DESをめっき溶媒とする研究は比較的新しく，効果的な添加剤に対する報告は十分ではない。本稿では，Fe-Ni膜作製においてEDTA(エチレンジアミン四酢酸)を添加剤として用いると，Fe70Ni30付近の組成で軟磁性化する現象が観測されたためその結果を報告する。

駆動周波数の増加を利用した電子機器の小型化が進む中, その内部に使用される高周波対応の軟磁性材料の開発が進められており，その一つの候補としてスパッタリング法を用いた最大約1.4μm厚のFe-CoとSiO₂によるナノグラニュラー膜が報告されている。今後，上述した高抵抗磁性膜の大電流用パワーインダクタ等への応用を鑑みると，その厚膜化が望まれる。そういう状況下，最近我々は，PLD(Pulsed Laser Deposition)法を用い，Si-Oを主成分とする厚手のガラス膜を作製できる事を報告した。本報告では，そのガラス成膜技術を用い，Fe-CoとSi-Oより構成される数μmの磁性薄膜の作製を検討したので報告する。

近年，機器の小型化に伴い，磁石の小型化も高水準で求められている。例えば，車載や医療用の小型モータに広く使用されているNd-Fe-B系異方性磁石に関しては，ボンド磁石が多く利用されているが，更なる小型化を鑑みるとNd-Fe-B系磁石膜の利用も視野に入ってくる。2ステップ熱処理法(基板加熱成膜＋成膜後の熱処理)を用いたスパッタリング法によるNd-Fe-B系異方性厚膜磁石の作製は多くの研究者が報告されているが，20µm程度までの膜厚に留まっており，更なる厚膜化が望まれる。本研究では1.2mmまでの厚膜化の実績を有するPLD法に，異方化を視野に入れた基板加熱機構を用いてNd-Fe-B系磁石膜を作製し，基板温度が試料に与える影響を検討した。

電子機器の小型化に伴い，その内部への使用が期待される数10 μm厚以上の磁石膜の作製がスパッタリング法を始め，いくつかの手法により報告されている。本研究室では真空アーク蒸着法を用いた等方性Nd-Fe-B系磁石膜の作製を進めてきたものの，ヒステリシスループの2段化など他の手法による試料の特性に比べ劣っている傾向が見られた。本報告では，真空アーク蒸着法を用いたNd-Fe-B系磁石膜の作製において，「基板形状」と「試料のエッジ部分」が2段化に影響を及ぼす検討し，磁気特性の向上を図ったので報告する。

本研究室ではこれまでに，医療・歯科用小型磁石応用を目指しためっき法を用いたFe-Pt磁石膜を報告してきた。成膜直後のFe-Pt膜はfcc構造を有し，700℃程度の高温熱処理を施すことでfct構造に変態し，硬磁気特性が発現する。先行研究で浴内の塩化物イオンが規則化過程に影響を与える可能性が示唆された。Niめっきの分野では，塩化物イオンは膜の電着応力を変化させることが知られている。本研究では， 高温熱処理の前に，300℃程度の低温熱処理過程を設けた二段階熱処理を適用した。低温熱処理により電着応力を低減させ，応力低減が磁気特性に与える影響を検討した。

In recent years, SiC power modules capable of high speed operation have been studied for the realization of a low carbon society.Under high speed operation, surge voltages and currents resulting from stray elements in the power module exceed the rating of the power device and cause a failure. Therfore, in order to reduce the surge phenomenon, in this paper, we report the influence of stray capacitance on the dynamic characteristics of SiC SBD mounted in anti-parallel to the SiC MOSFET of 2 in 1 power module by comparing two different package structures.

Deterioration of Electric Double-Layer Capacitor (EDLC) known as good quality capacitor is different with how it is used. Therefore I need to understand the inside of EDLC to analyze the deterioration of it. I measured capacitance of EDLC with alternative current impedance method in the area that is faster than the time constant and did equivalent circuit analysis.　I also compared it to deterioration EDLC. As a result I got a result that they are completely different. It can be analyzed in the area that is faster than the time constant.

The authors have focused on boehmite (AlOOH) filler added nano-composites for developing a novel functional insulating enamel wire resistant to inverter surge, which provides a life of 10000 times that of the conventional insulation life. This paper reports dielectric breakdown characteristics for three types of enamel twisted pairs made of polyimide resin including i) boehmite, ii) silica nano-fillers and iii) neat sample under bipolar repetitive impulse voltage. As a result, the lifetime of the boehmite-added samples were found to exhibit the longest lifetime, followed by silica-added one, and then the neat one.

Recently, driving of inverters has been advanced to improve the characteristics of motors. The problem of insulation deterioration from inverter surge is particularly serious in high-voltage motors where insulation structure is important, and analysis of phenomena of deterioration is desired. This paper deals with RPDIV of a motorette that can simulate some connections in the motor and investigates the influence of temperature on RPDIV characteristics. Measurements of RPDIV of the motorette with varnish treatment were also made in the temperature range between 25 ℃ and 155 ℃.

The authors have reported that dielectric breakdown strength improves by 34 % by uniformly dispersing 0.6 wt% fullerene in epoxy resin.　In this paper, quantum chemistry calculations are performed on HTR / fullerene (C60) composites to estimate the electron trap depth from the electronic state density. As a result, it is found that the electron trap depth of the epoxy/fullerene composite and HTR/C60 are calculated as 3.0 and 3.7 eV, respectively. The increase in the electron trap depth suggests that the addition of fullerene to HTR can suppress acceleration of high energy electron leading to increase in the dielectric breakdown strength.

Activated carbon is playing in an important role in EDLC due to activated carbon has very high specific surface area and low cost. While EDLC is a supercapacitor made itself has an advantage in fast charge-discharge, long life cycle and energy density compared to normal capacitors. Refer to farmer in Thailand burn agricultural waste in open area such as corn stem air pollution in Thailand gone worst. Refer to that reason corn stem was selected. The result of TG-DTG was report that the type of material was include by hemicellulose and cellulose. And the best specific capacitance in this experiment was 208 F/g.

In recent years, electric double layer capacitor (EDLC) has attracted attention as power storage device. The purpose of this research is to improve the specific capacitance. In the previous research, the optimum conditions of KOH activation were shochu waste to KOH ratio of 1: 7 and activation temperature 850 °C. Using this KOH activated carbon, the activation temperature was changed to 700 °C, 800 °C, 900 °C, and CO₂ gas activation was performed in a holding time of 1h. Afterwards, characteristics of the specific capacitance were investigated the sweep rate of 10 mV/s by the Cyclic Voltammetry (CV) method.

In recent year, power regeneration technology attracts attention. Power regeneration needs a storage device that can instantly recover energy and use energy. The storage device is called a supercapacitor. Supercapacitor’s electrode is used activated carbon. In this study, supercapacitor electrodes were synthesized from crab shells in microwave oven. If crab shells can be used effectively, we can achieve the waste reduction. The aim of this research was to investigate the performance of a　supercapacitor when the crab shell materials are carbonized and activated with microwaves. And crab shell use effectively.

本研究の磁気浮上搬送装置の浮上制御には、アナログ回路を使用している。そのため、制御定数の変更が容易でなく、消費電力のさらなる低減が必要である。また、浮上用コイル1組に制御回路1組が必要で、全体的なサイズも大きく、回路を構成している部品も多い。よって、それを改善するため、現在主流のArduinoやRaspberry Piなどのような汎用マイクロコンピュータを用いて磁気浮上制御が実現可能か検証する。

近年、非接触給電は携帯電話やノートパソコン，電気自動車への充電などに広く用いられている。非接触給電システムは接点を持たないため，機器の配置に高い自由度などの利点がある。この非接触給電において，筆者らは工場等で使用されるAGV（無人搬送車：Automatic Guided Vehicle）に着目し，走行中にも給電可能な非接触給電システムの検討を行っている。これによりバッテリーレスで稼動させることができ、稼働率の向上が期待されている。本論文では，ブーストコイルとトラックコイルからなる送電コイルを有する新方式の非接触給電装置を提案し、実機を製作して送電実験を行ったので報告する。

近年、非接触給電システムは、使用時の簡便さや導通部が露出しないことによる絶縁性のために、様々な用途で応用されつつある。著者らはこれまでに、送電効率の改善を目的に二層コアレス三相非接触給電トランスを提案した。また、このトランスに関して位置ずれ時に効率を最適化する制御方法を提案し、送電効率を改善できることを立証した。本研究では、このトランスと単相非接触トランスの送電特性のシミュレーションを行い、比較検証を行う。

太陽光発電(PV)システムの普及が進む中でパワーコンディショニングシステム(PCS : Power Conditioning System)の高性能化が求められている。本研究では、レベル数の高いマルチレベル波形出力を可能にするモジュラーマルチレベル変換器(MMC : Modular Multilevel Converter)をPCSに適用したMMC形式PCSについて研究を行った。MMCの制御は，セル内のキャパシタ電圧制御，および出力電圧制御で構成し，MMC形式PCSについて理論解析，シミュレーションと実機を用いた実験による動作特性の検証を行い，MMC方式PCSの有効性を示す。

近年、大型のバッテリを搭載した車両機器の普及に伴い、充電システムの開発も進んでおり、その一つに無線送電（WPT）がある。これには非接触による絶縁などの利点があるが、有線送電に比べて送電効率が悪い。これは、回路内にキャパシタを組み込んで共振回路を構成することで改善できるが、トランス間の結合係数によってパラメータがその都度変化してしまう。本研究では、仮想的に任意の静電容量を持つキャパシタとして動作させるアクティブキャパシタ(AC)方式とその制御方法を提案し、これをWPT回路に組み込むことで送電効率の向上を図る。本制御についてシミュレーションにおけるACの動作確認を行い、有効性を示す。

モジュラーマルチレベルコンバータ(MMC)は、高電圧マルチレベル出力が可能、トランスレス、モジュール構成による小型・軽量化といった特長を持つ電力変換器の1種である。配電系統では、変電所から需要家への電力供給に対して最適な設計が行われているため、分散型電源の系統連系により新たに発生する電圧・潮流問題の解決や配電設備の有効利用技術が求められている。放射状に形成されている配電系統をループ・メッシュ化し、時間的・面的な設備利用率の向上と潮流の均等化するための機器をループパワーコントローラ(LPC)と呼ぶ。本稿では、LPCとしてMMCの中でも三相AC-AC変換が可能な六角形MMCを用いる方式を提案し、その効果をシミュレーションにより示す。

モータを用いて負荷装置を制御する際、負荷と接続部の剛性の度合いにより定常運転時のトルク外乱などによって共振と呼ばれる振動が発生する場合があり、複数の負荷が接続された場合、多慣性共振系として考える必要がある。この共振振動は高速で高精度な制御に対する制御器設計への課題となっている。モータの制御器のパラメータ調整には様々な手法があるが、複数回の実験を必要とし、時間やコストがかかってしまう。そこで、本研究では擬似参照信号反復調整法(FRIT)と呼ばれる従来の制御器のパラメータ調整の課題を克服した手法を用いて、3慣性共振系の速度・電流制御器設計を行い、トルク外乱による共振振動の抑制を目標としている。

大容量自己消弧形電力変換器の実現を可能とするMMC(Modular Multilevel Converter)は，洋上風力発電設備からの直流送電（HVDC）など，電力分野で期待されている．これまでMMCの大規模システム向け簡略化モデルを開発し，MMC適用二端子HVDCシステムを対象に電圧マージンによる電力潮流制御をシミュレーションで検討してきた．今回，これまでの検討結果を基に電圧マージン方式電力潮流制御をMMC適用多端子HVDCシステムに拡張子し，MATLAB-Simulinkを用いたシミュレーションで運転特性を評価した．その結果，電力潮流制御を安定に行えることを確認した．

Convolutional Neural Network(CNN)におけるプーリング層の役割は、畳み込み層の特徴マップの必要な情報を維持したまま次元を削減することである。プーリングにより位置不変性が獲得され変形補償される。一般的に、プーリングにおける最大値選択は各ブロック独立で行われている。しかし、変形は本来ブロックにまたがって連続的に起こっており、各ブロック独立な変形補償でいいのかという疑問がある。そこで本研究では、従来のブロック独立に最大値プーリングをした後、最大値選択方向を隣接ブロック間で平滑化することで、より実際の変形に適した補償を実現することを試みた。さらに、CNNにおける画像分類を分析することでプーリングの効果を検証する。

近年，GAN（Generative adversarial networks）は生成モデルとして注目を集めている．画像生成やDomain変換など，様々な応用が考えられる．しかし，GANを用いた全域パターンの生成が一般的であり，局所パターンの生成にはあまり利用されていない．GANにより多様な局所パターンを生成することができれば，それらを組み合わせることによる表現力にも期待できる．本研究は，画像の一部分をGANに学習させることで局所パターンの生成を行い，その応用について考察する．

本研究では，異常検知における画像生成技術の有効性の検証を行った．製造業では，長年にわたり目視による欠陥の確認が行われてきたが，近年では，従事者の負担軽減や作業効率の向上を目的として，画像処理を用いた異常検知システムが導入されるようになった．従来の異常検知には画像分類が用いられることが多く，分類モデルの作成には正解データのみならず，多くの異常データが必要となる．提案手法では，異常データを必要とせず，正解データのみから画像生成モデルを構築し，異常検知システムに利用する．モデルの構築にConvolutional Autoencoder（畳み込みオートエンコーダ）を使用して，基礎的な検証を行った．

本研究では、一般対象物の画像認識と操作者の筋電位信号に基づいて5本指のハンドを制御するシステムを提案する。把持動作を行うときに、対象物体を認識することで対象物体に応じた把持方法をとることができると考える。画像認識、筋電位信号解析には、近年注目を集めているDeep Learningを使用する。一般物体の画像認識にはCNN(畳み込みニューラルネットワーク)を使用してカメラ画像から対象物体の特徴を抽出する。筋電位信号解析にはLSTM(Long Short Term Memory)を使用して筋電位信号の時系列特徴を抽出する。本稿では、これら2つのネットワークを結合して1つのネットワークとすることで、異なる特徴を組み合わせた推定が可能となる。

本研究では，電動義手に搭載したカメラから得られる映像を解析し，操作者が把持を意図する物体を推定する手法を提案する．提案手法では，映像から物体を検出する際の矩形情報に着目し，3段階の処理を施すことで，物体を選択する．まず，1．矩形の大きさから物体とカメラとの距離を推定するとともに，2．検出物体の中心座標と映像の中心座標との距離を計算する．さらに，3．これらに対象物を注視している時間の情報を加えて把持対象の物体を推定する．提案手法の有効性を検証するために実験を行った．実験では環境中に複数のオブジェクトを配置し，これらの物体から操作者が意図する1つの物体が選択できることを確認した．

胸部Ｘ線像中の肺と横隔膜の境界（横隔膜境界）を検出することは，コンピュータ支援診断において重要である．そこで，胸部Ｘ線画像から，横隔膜境界を検出する手法を提案する．本稿では，右肺と横隔膜との境界を右横隔膜境界，左肺と横隔膜との境界を左横隔膜境界と呼ぶ．本手法は，肺に属する画素の輝度値と横隔膜に属す画素の輝度値が大きく異なることを利用し，横隔膜境界を検出する．まず，臓器やガスの影響が少ない右横隔膜境界を検出し，次に，検出した右横隔膜境界の位置を利用して左横隔膜境界を検出する．本稿では，提案する横隔膜境界検出法について検討する．

病理診断において，治療方針を決定するために，特定の陽性細胞を検出することは重要である。そこで，病理医の負担軽減を目的として，深層学習による陽性細胞検出手法の開発を行っている。深層学習には大量の学習データが必須であるが，1つの画像に含まれた数万個の細胞を一つ一つアノテーションすることは非常にコストがかかる。そのため，本手法では，陽性細胞を領域ごと囲うアノテーション方法を採用した。しかし，領域内には少数の陰性細胞（ノイズラベル）が存在し，学習に悪影響を及ぼすという課題がある。そこで，ノイズラベルを自動的に選択することの可能なLearning with rejectionを用いて，ノイズを含む学習データに対応可能な学習手法を提案する。

　深層学習において、訓練データに対して複数の処理を加えるData Augmentationを用いることで、過学習の抑制が可能であることが知られている。Data Augmentationの一つに、訓練データの一部矩形領域をランダムな画素値でマスクするRandom Erasingがあり、一般物体認識において認識精度の向上が報告されている。しかし、Random Erasingをそのまま詳細画像分類に適用してしまうと、認識に必要な細かい差異を全てマスクしてしまう可能性が考えられる。そのため本研究では、詳細画像分類におけるRandom Erasingの最適なパラメータ設定およびアルゴリズムの改良案を検討する。

観察用人工巣箱内のミツバチの行動を自動追跡することを目的として，画像処理によりミツバチ個体を検出する手法について検討する．これまでの観察実験により大量の画像データが利用可能なことから，段階的な畳み込み自己符号化器を用いた教師なし学習を行い，ミツバチ画像の特徴を学習することを試みた．17万枚の学習画像を用いた実験の結果，ミツバチ画像領域と背景画像領域とを約86%の精度で分類可能なことを示した．

本研究は，AR(Augmented Reality)を容易に構築可能なライブラリARToolKitとパン・チルト・ズーム機能を有したネットワークカメラを融合することで，より応用的なARシステムの構築を目標としている．遠距離でのAR利用を可能にすることで，遠隔地での物体の追尾や災害現場などの人間の接近が困難な状況での利用が可能なシステムを目指している．本稿では，先に報告したシステム構成及び基礎検討の結果を踏まえて，融合システムの開発とマーカ追跡機能の検討について報告する。

　近年，様々な競技ではプロ・アマチュア共にデータ解析が盛んになってきている．特に野球界では，メジャーリーグのスタットキャストという選手とボールの動きを分析をするためのシステムから収集したデータを使用した解析が注目されている．投球・打撃に対する解析は行われているものの，試合結果予測を行う研究は進んでいないのが現状である．そこで，試合結果に対して影響を及ぼす投球データのみを用いて，勝敗を予測できるかどうかを実験によって確かめ，試合に及ぼす投球がどのようなものか解明することを目的とする．本研究ではLSTMを使用して勝敗の予測を行う．

光通信の大容量化のため高次モードを利用するモード多重通信の研究が盛んに行われている。ここでは1.5ミクロン帯で２モードであるファイバを使用し、軸ずれ入射により高次モードおよび基本モードの励振を行った。モードの評価には従来パワー測定が主に行われるが、ここでは赤外イメージセンサを用いて画像により評価し、軸ずれ量に対するモードの変化の測定を行った。また長周期グレーティングを形成して、軸ずれによるモード特性の変化を研究する予定であるが、シミュレーションによる計算を行った結果、400μm以上の格子間隔で長周期グレーティングを形成できることが期待される。エキシマレーザ照射により実際に長周期グレーティングの製作を行う予定である。

シリコン細線光導波路では、シングルモード光ファイバとの接続の際に光導波路のスポットサイズを変換して接続効率を向上させるためにスポットサイズコンバータ（SSC）が用いられる。光導波路幅を徐々に変化させるテーパ型SSCについて光伝播の詳細な解析を行った結果、SSCの全長を短縮しても、もともと光ファイバに結合しない光パワーがテーパ境界で放射されるのみで接続効率はほとんど変化しないことが明らかとなった。また、SSC先端を狭めていくことにより光導波路に入射される光パワーが増加し、接続効率が向上することがわかった。この知見に基づくSSCの小型化、接続効率の改善をシミュレーションにより明らかにした。

本報告では、Ku帯を使用する鹿児島大学の人工衛星地球局で採用されているRoF(radio-on-fiber)リンクのシステム全体の最適化として、光変調器内蔵レーザ(EML)を用いるリンク内の周波数変換（光IFコンバータ）の可能性を探る。具体的には、光IFコンバータにおけるEML近辺のインピーダンス整合改良を提案し、数値計算による確認を行い以下の3点を明らかにした。1) EAMの出力インピーダンスZ2に対して出力損失は単調増加の後、飽和する。2) Qマッチ採用時の周波数帯域はZ2に対して単調に広がる。3) 擬似バラン採用時の周波数帯域はほぼZ2無依存である。

光領域によるRF信号の周波数変換は帯域制限を受けにくいため研究が活発化している。本研究では、光領域における周波数変換に必要となるアバランシェフォトダイオード(APD)が有する光電変換機能と非線形特性に着目する。逆バイアス印加のAPDを用いることにより優れた周波数特性と効率改善が期待できる。APDにサブキャリア多重(SCM)光としてRFを、電気的に局部発信(LO)を入力する構成によるRF周波数変換を提案し、そのシミュレーションを論じる。

鹿児島大学の超小型人工衛星地球局においては、同軸ケーブルによるリンク損失低減のために、高周波信号をレーザ光に重畳させる光ファイバ無線通信システムが採用されている。さらなるシステムの多機能化のために、アイソレータ・フリー電界吸収型光変調器内蔵レーザ(EML)を用いた周波数変換器の使用が提案されているが、同システムではEMLのアイソレータ・フリー化による戻り光や外部から入力されるレーザ光による不安定発振や強度雑音(RIN)の増加が懸念されている。アイソレータ・フリーEMLのRINの実験的評価を行った結果、アイソレータを除去してもRINの著しい劣化はないことが分かった。この他、光変調器への印加電圧依存性も発表予定である。

　近年、線状降水帯などによる洪水の被害や地球温暖化による気温上昇が問題視されている。これらの現状を把握するため、差分吸収法を用いて、半導体レーザで大気中の水蒸気を、ＤＦＢレーザで二酸化炭素の密度を測定するレーザレーダ（ライダ）を開発した。レーザは温度と電流により波長を制御しており、長時間安定にされている。また、各レーザ出力はそれぞれ、テーパーアンプおよびファイバーアンプにより増幅され、ビームを拡大して大気中に照射される。大気分子に散乱されて帰ってきたエコーは望遠鏡により集光され光電子増倍管で電気信号にかえられ、フォトンカウンタにより計数、解析される。得られたデータからライダーの性能を評価する。

地球環境に悪影響を与える温室効果ガス削減のため、火力発電所及び工場から排出される排ガスからCO₂を分離し回収する低コストな技術が要求されている。我々は，温度によってCO₂を選択的に脱着可能なアミン含有ナノゲル粒子を利用した省エネルギーかつ低コストなCO₂分離技術の開発を目指している。微多孔膜にアミン含有ナノゲル粒子を塗布した分離膜の表面積が分離性能に比例するため、パルスレーザーによる微多孔膜の表面微細加工を試みた。フルエンス1~6 J/cm²にて集光照射することで、レーザー照射回数に応じたマイクロスケールの加工深さを実現した。一方、レーザー加工時の熱影響による微多孔構造の崩れも確認された。

従来フォトニクスデバイスの代表的な作製方法として、作製精度が高く、大量作製可能なフォトリソグラフィ法が用いられていた。一方、近年インクジェットを始めとするプリンティング技術が注目を集めている。常温・大気圧下でオンデマンドの作製が可能であるこの方法は、非接触かつ必要なところにのみ材料を付加していくため材料の消費が少なく、工程数も削減できるため運用にかかるコストを大幅に抑制できる。我々のグループでは、インクジェット印刷法により、比較的撥水性の高い基板と組み合わせてマイクロディスクの作製を行ってきた。本研究では、基板に浸透性のある薄膜を用いることで新たなマイクロ3D構造の作製を試みたので報告する。

これまでに我々の研究グループでは、インクジェット印刷法によりマイクロディスクを作製し、WGMsによるレーザー発振を実証している。一方で、近年微小光共振器を複数結合させることで周波数コムや人工光分子、光バッファ素子などへの応用事例が報告されており、アンダーカットな三次元構造の構築が必須である。そこで、インクジェット印刷法によるマイクロディスクをより高度なデバイスへと発展させていくためには、アンダーカット構造を確立させることは非常に重要である。本研究では、二対のマイクロニードルにより局所的に単一のマイクロディスクをエッチング処理することに成功し、WGMsによるレーザー発振が確認されたことを報告する。

シリコーンエラストマを主剤として用いることを提唱した新しい光学系実装手法を用いて、本研究では金属イオンの高感度検出を単純構造で実現するポータブル吸光センシングデバイスを開発した。化学的アプローチとして比色計測用反応をメンブレンフィルタ上面に濃縮する高速濃縮法を、光学的アプローチとして前述のフレキシブルな光学系による迷光抑制と散乱制御を、構造的には高速かつ単純に試料固定と外光遮断できる組み合わせを実現した。開発したデバイスでは、LEDおよび比色センサの組み合わせでありながらもppbオーダの検出感度が示された。本結果はネットワークに接続した多数のin-situ測定による大規模環境測定も可能とする重要な結果である。

傾斜センサーは，傾斜角の変化による光，抵抗，静電容量などの変化から傾斜角の判別を行っているものがある．これらの傾斜センサーはAD変換器や静電容量を電圧に変化するCV変換器を用いており，傾斜角判別の応答時間は数ミリ秒オーダーである．筆者らは，応答時間の短縮を図るために，光学系のセンサー部とアナログ電子回路によるニューラル比較器の判別部を有する傾斜角判別システムを提案・試作した．その結果，応答時間が10マイクロ秒以下であること，－14°から＋14°の範囲で8段階の傾斜角が判別できることを示した．本発表では，分解能向上を目的とし，判別可能な傾斜角を12段階に増やした判別部の実験結果とその有効性を示す．

次世代トランジスタのチャネル材料としてスズ添加ゲルマニウム薄膜が注目されている。本研究では、極薄シリコン層を挿入する新しい結晶成長法を考案し、スズ添加ゲルマニウム薄膜の高品位形成（キャリア移動度の向上）を実現した。

近年、省エネルギー化が進む中で電力を効率的に変換できるパワー半導体に注目が集まっている。このパワー半導体は電源の小型化に適しているが、発熱密度の上昇によって高温になることで故障が起こりやすくなるという問題がある。そこで私は、高温・高周波動作に適した素子であるSOIパワーMOSFETというデバイスに注目した。SOIパワーMOSFETには消費電力の低減や高周波動作等様々なメリットが存在するが、ホットキャリア効果と呼ばれる現象によって素子が劣化しやすいという問題点がある。本論文では、直流ストレスによるpチャネルSOIパワーMOSFETの高温ホットキャリア効果を明らかにした。

　パワー半導体デバイスの高温での動作が注目を集めているが、パワー半導体デバイスを駆動・制御する回路も高温で動作する必要があり、高温でのリーク電流が小さく、熱によるラッチアップが発生しない薄層SOIパワーMOSFETが注目を集めている。本報告では、薄層SOIｎMOSFETの高温でのACホットキャリア効果とPBTI（Positive Bias Temperature Instability）について評価した結果を報告する。　オン抵抗の劣化率としきい値電圧シフトは温度の増加とともに減少した。これは温度が上昇したことでインパクトイオン化率が減少したためである。また高温ではPBTI効果が生じ、しきい値電圧の変化量が小さくなる。

GaNパワーデバイスが高周波で高効率動作することから注目を集めている。GaNパワーデバイスを数MHzレベルでスイッチングした場合、配線の寄生インダクタンスの影響で効率が低下する。このような背景のもと、我々の研究グループは、寄生インダクタンスを最小限に抑えることができる三次元Power-SoCを提案した。提案した三次元Power-SoCでは、Si-LSIやパワーデバイス、受動部品を積層しているため、室温ウエハボンディング技術が重要となる。本論文では、SiデバイスとGaNパワーデバイスを積層する技術を開発する一環として、表面活性化ウエハー接合技術を用いて室温におけるウエハー接合プロセスを開発したことを報告する。

近年、スマートフォン等に用いられる電源の開発トレンドは小型化である。電源の小型化に際して、高周波化が有効であり、寄生インピーダンスが低減でき高効率化が実現できる3次元パワーSoCが注目されている。3次元パワーSoCでは各種デバイスを積層するため、各層を絶縁分離するべくSiO₂絶縁膜を形成したSOI構造が用いられる。しかし、SiO₂の熱伝導率が低く自己発熱の問題がある。そこで、熱伝導率の高いhexagonal-BNを絶縁膜とし、同時に銅の貫通電極（TSV）を使用する構造を提案し、その排熱性能についてシミュレーションによる検討を行った結果を報告する。

高性能・省電力な組み込みシステムの実現に処理のハードウェア化は重要である．高位合成(HLS)技術を使えばハードウェアを自動生成することができるが，複数の関数を含む処理の場合、規模が大きくなり，チップサイズが増大する．ダイナミックリンクライブラリ(DLL)の概念を導入できれば，大規模処理を小型デバイスに実装できる．本研究では，HLSハードウェアの回路データをライブラリ化し，FPGAの動的部分再構成によって実行時に必要なハードウェアを組み込むハードウェアレベルのDLLの実現を目指す．本稿では，回路データ生成に至るまでの設計フローを確立し，動作時リンク可能なプラットフォームを開発した．

モバイル端末には更なる高性能・省電力化が要求されている．それらの実現にはソフトウェア処理のハードウェア化が有効であるが，多種多様なハードウェアをモバイル端末内に用意することは不可能である．本研究では，様々なハードウェアを単一の端末で実行できるハードウェア動的再構成をサポートしたモバイル端末の実現を目指す．提案モバイル端末では，オンライン配信するアプリがソフトウェアの実行ファイルと回路データからなり，モバイル端末自体が自ら回路を再構成する．本稿では，インターネットを介したオンラインでの自己動的再構成の実現にあたって，組込み機器向けの軽量TCP/IPスタックであるlwIPを用いた実装を検討する．