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所属組織 |
大学院工学研究院 知的構造の創生部門 |
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職名 |
准教授 |
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研究キーワード |
量子スクイージング、微小共振器、励起子、量子電磁力学、ポラリトン、量子光学、超放射、光物性、半導体、相転移、超伝導回路、量子計算、レーザー、超放射相転移、電磁場の熱力学、電磁気学、非線形光学 |
馬場 基彰 (バンバ モトアキ)
BAMBA Motoaki
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代表的な業績 【 表示 ／ 非表示 】
学歴 【 表示 ／ 非表示 】
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2004年4月-2009年3月
大阪大学 基礎工学研究科 物質創成専攻 博士課程 修了
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2000年4月-2004年3月
大阪大学 基礎工学部 電子物理科学科 卒業
学内所属歴 【 表示 ／ 非表示 】
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2023年4月-現在
専任 横浜国立大学 大学院工学研究院 知的構造の創生部門 准教授
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2023年4月-現在
併任 横浜国立大学 理工学部 数物・電子情報系学科 准教授
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2023年4月-現在
併任 横浜国立大学 大学院理工学府 数物・電子情報系理工学専攻 准教授
学外略歴 【 表示 ／ 非表示 】
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2021年1月-現在
京都大学 京都大学白眉研究者
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2021年1月-2023年3月
京都大学 大学院理学研究科 連携准教授
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2021年1月-2023年3月
京都大学 白眉センター 特定准教授
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2019年12月-2023年3月
京都大学 未来を切り拓く量子情報ユニット 参画教員
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2019年4月-2020年12月
京都大学 大学院理学研究科 特定講師（さきがけ）
著書 【 表示 ／ 非表示 】
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Semiconductor quantum science and technology
Nicolas Marquez Peraca, Andrey Baydin, Weilu Gao, Motoaki Bamba, Junichiro Kono（ 担当： 共著 , 範囲: 分担執筆, 範囲:Ultrastrong light–matter coupling in semiconductors）
Elsevier 2020年11月 （ ISBN:9780128237731 ） [査読有り]
総ページ数：472 担当ページ：89-151 記述言語：英語 著書種別：学術書
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Ultrastrong light–matter coupling in semiconductors
Nicolas Marquez Peraca and Andrey Baydin and Weilu Gao and Motoaki Bamba and Junichiro Kono（ 担当： 共著）
Elsevier 2020年11月 （ ISBN:9780128237731 ）
記述言語：英語 著書種別：学術書
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物性物理100問集
問集出版プロジェクト 編, 木村剛, 小林研介, 田島節子（ 担当： 共著 , 範囲: 担当:共編者(共編著者)）
大阪大学出版会 2016年12月 （ ISBN:9784872595710 ）
総ページ数：158 記述言語：日本語 著書種別：教科書・概説・概論
学位論文 【 表示 ／ 非表示 】
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Quantum Electrodynamics of Excitons with Radiative Relaxation
Motoaki Bamba
Osaka University 2009年3月
学位論文（博士） 単著 [査読有り]
論文 【 表示 ／ 非表示 】
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Perfect intrinsic squeezing at the superradiant phase transition critical point
Kenji Hayashida and Takuma Makihara and Nicolas Marquez Peraca and Diego Fallas Padilla and Han Pu … 全著者表示
Kenji Hayashida and Takuma Makihara and Nicolas Marquez Peraca and Diego Fallas Padilla and Han Pu and Junichiro Kono and Motoaki Bamba 閉じる
Scientific Reports 13 ( 1 ) 2023年2月 [査読有り]
担当区分：最終著者, 責任著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Springer Science and Business Media {LLC} 単著
<jats:title>Abstract</jats:title><jats:p>Some of the most exotic properties of the quantum vacuum are predicted in ultrastrongly coupled photon–atom systems; one such property is quantum squeezing leading to suppressed quantum fluctuations of photons and atoms. This squeezing is unique because (1) it is realized in the ground state of the system and does not require external driving, and (2) the squeezing can be perfect in the sense that quantum fluctuations of certain observables are completely suppressed. Specifically, we investigate the ground state of the Dicke model, which describes atoms collectively coupled to a single photonic mode, and we found that the photon–atom fluctuation vanishes at the onset of the superradiant phase transition in the thermodynamic limit of an infinite number of atoms. Moreover, when a finite number of atoms is considered, the variance of the fluctuation around the critical point asymptotically converges to zero, as the number of atoms is increased. In contrast to the squeezed states of flying photons obtained using standard generation protocols with external driving, the squeezing obtained in the ground state of the ultrastrongly coupled photon–atom systems is resilient against unpredictable noise.</jats:p>
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Magnonic superradiant phase transition
Bamba Motoaki, Li Xinwei, Peraca Nicolas Marquez, Kono Junichiro
Communications Physics 5 ( 1 ) 2022年1月 [査読有り]
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 共著
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Ultrastrong magnon-magnon coupling dominated by antiresonant interactions
Makihara Takuma, Hayashida Kenji, Noe G. Timothy II, Li Xinwei, Peraca Nicolas Marquez, Ma Xiaoxuan … 全著者表示
Makihara Takuma, Hayashida Kenji, Noe G. Timothy II, Li Xinwei, Peraca Nicolas Marquez, Ma Xiaoxuan, Jin Zuanming, Ren Wei, Ma Guohong, Katayama Ikufumi, Takeda Jun, Nojiri Hiroyuki, Turchinovich Dmitry, Cao Shixun, Bamba Motoaki, Kono Junichiro 閉じる
NATURE COMMUNICATIONS 12 ( 1 ) 2021年5月 [査読有り]
DOI Web of Science PubMed arXiv
担当区分：責任著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Springer Science and Business Media {LLC} 共著
<jats:title>Abstract</jats:title><jats:p>Exotic quantum vacuum phenomena are predicted in cavity quantum electrodynamics systems with ultrastrong light-matter interactions. Their ground states are predicted to be vacuum squeezed states with suppressed quantum fluctuations owing to antiresonant terms in the Hamiltonian. However, such predictions have not been realized because antiresonant interactions are typically negligible compared to resonant interactions in light-matter systems. Here we report an unusual, ultrastrongly coupled matter-matter system of magnons that is analytically described by a unique Hamiltonian in which the relative importance of resonant and antiresonant interactions can be easily tuned and the latter can be made vastly dominant. We found a regime where vacuum Bloch-Siegert shifts, the hallmark of antiresonant interactions, greatly exceed analogous frequency shifts from resonant interactions. Further, we theoretically explored the system’s ground state and calculated up to 5.9 dB of quantum fluctuation suppression. These observations demonstrate that magnonic systems provide an ideal platform for exploring exotic quantum vacuum phenomena predicted in ultrastrongly coupled light-matter systems.</jats:p>
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Kurihara Takayuki, Bamba Motoaki, Watanabe Hiroshi, Nakajima Makoto, Suemoto Tohru
Communications Physics 6 ( 1 ) 2023年3月 [査読有り]
担当区分：筆頭著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 共著
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Magnetically Tuned Continuous Transition from Weak to Strong Coupling in Terahertz Magnon Polaritons
Andrey Baydin, Kenji Hayashida, Takuma Makihara, Fuyang Tay, Xiaoxuan Ma, Wei Ren, Guohong Ma, G. T … 全著者表示
Andrey Baydin, Kenji Hayashida, Takuma Makihara, Fuyang Tay, Xiaoxuan Ma, Wei Ren, Guohong Ma, G. Timothy Noe II, Ikufumi Katayama, Jun Takeda, Hiroyuki Nojiri, Shixun Cao, Motoaki Bamba, Junichiro Kono 閉じる
Physical Review Research 5 ( 1 ) L012039 2023年3月 [査読有り]
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：American Physical Society 共著
Depending on the relative rates of coupling and dissipation, a light-matter coupled system is either in the weak- or strong-coupling regime. Here, we present a unique system where the coupling rate continuously increases with an externally applied magnetic field while the dissipation rate remains constant, allowing us to monitor a weak-to-strong coupling transition as a function of magnetic field. We observed a Rabi splitting of a terahertz magnon mode in yttrium orthoferrite above a threshold magnetic field of ~14 T. Based on a microscopic theoretical model, we show that with increasing magnetic field the magnons transition into magnon polaritons through an exceptional point, which will open up new opportunities for in situ control of non-Hermitian systems.
総説・解説記事等 【 表示 ／ 非表示 】
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馬場基彰
化学 78 ( 8 ) 11 - 11 2023年8月 [依頼有り]
担当区分：筆頭著者, 最終著者, 責任著者 記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア） 出版者・発行元：岩波書店 共著
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声を発するだけでなく耳を傾けるために―NPO法人つくりました
馬場 基彰
日本物理学会誌 78 ( 3 ) 152 - 153 2023年3月 [査読有り] [依頼有り]
担当区分：筆頭著者, 最終著者, 責任著者 記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌） 出版者・発行元：日本物理学会 単著
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Quantum Simulation of an Extended Dicke Model with a Magnetic Solid
Nicolas Marquez Peraca, Xinwei Li, Jaime M. Moya, Kenji Hayashida, Xiaoxuan Ma, Kelly J. Neubauer, … 全著者表示
Nicolas Marquez Peraca, Xinwei Li, Jaime M. Moya, Kenji Hayashida, Xiaoxuan Ma, Kelly J. Neubauer, Diego Fallas Padilla, Chien-Lung Huang, Pengcheng Dai, Andriy H. Nevidomskyy, Han Pu, Emilia Morosan, Shixun Cao, Motoaki Bamba, Junichiro Kono 閉じる
arXiv 2023年2月
担当区分：責任著者 記述言語：英語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌） 出版者・発行元：arXiv 共著
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春日匠, 馬場基彰
科学 92 ( 5 ) 398 - 400 2022年5月 [依頼有り]
担当区分：最終著者 記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア） 出版者・発行元：岩波書店 共著
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磁石の中で自然と現れる「止まった波」 －超放射相転移が起こる磁石を発見－
馬場 基彰
プレスリリース 2022年1月
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（その他） 出版者・発行元：京都大学 単著
受賞 【 表示 ／ 非表示 】
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Top Peer Reviewer 2019, Top 1% of reviewers in Physics
2019年09月 Web of Science
受賞者：Motoaki BAMBA -
Publons Peer Review Awards 2018, Top 1% of reviewers in Physics
2018年09月 Web of Science
受賞者：Motoaki BAMBA -
平成29年度 研究表彰【課題】光科学・光科学技術の向上に役立つ独創的な研究
2018年02月 光科学技術研究振興財団
受賞者：馬場 基彰 -
第11回 日本物理学会若手奨励賞（領域５：光物性）
2017年03月 日本物理学会 無限に広がる光場と局在する物質の重ね合わせ状態
受賞者：馬場 基彰 -
第11回 日本物理学会若手奨励賞（領域１：原子分子・量子エレクトロニクス・放射線）
2017年03月 日本物理学会 光と物質の超強結合が露わにする量子光学の未開拓領域
受賞者：馬場 基彰
科研費（文科省・学振）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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研究課題/領域番号：26287087 2014年4月 - 2018年3月
日本学術振興会 基盤研究(B)
代表者：小川 哲生
担当区分：研究分担者 資金種別：競争的資金
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研究課題/領域番号：12J00632 2012年4月 - 2015年3月
日本学術振興会 特別研究員奨励費
代表者：馬場 基彰
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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凝縮系の微視的構造と電磁場の量子性を考慮した非線形光学理論の構築
研究課題/領域番号：07J00997 2007年4月 - 2009年3月
日本学術振興会 特別研究員奨励費
代表者：馬場 基彰
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
その他競争的資金獲得・外部資金受入状況 【 表示 ／ 非表示 】
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2017年10月 - 2021年3月
科学技術振興機構 戦略的創造研究推進事業 さきがけ
代表者：馬場 基彰
担当区分：研究代表者
量子力学の特性を活用した量子技術の社会的な実用化のために，量子力学特有の状態（量子状態）の制御と保護に関するトレードオフ問題の解消を目指します．これまで量子状態を乱すノイズ源の除去によるトレードオフ改善が進められてきましたが，本研究ではノイズ源ごと環境を人工的に相転移させます．環境の状態密度にエネルギーギャップを開け，ノイズをピン止めすることで，トレードオフ問題の根本的な解消を試みます．
研究発表 【 表示 ／ 非表示 】
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馬場 基彰 [招待有り]
第70回応用物理学会春季学術講演会 2023年3月 応用物理学会
開催年月日： 2023年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（招待・特別）
開催地：上智大学 国名：日本国
量子制御は従来，非平衡下でなされてきた．一方，基底状態や熱平衡状態という系の最も安定な状態として量子状態が得られれば，デコヒーレンスやエネルギー散逸が起こらず，その量子状態は容易には壊れないはずである．例えば，磁性体ErFeO3にて，マグノンと希土類スピン集団との非常に強い２モード量子スクイージングが熱平衡下で得られ，外部磁場や温度によってその制御が期待されることを，私たちは実験的・理論的に示してきた．
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馬場 基彰 [招待有り]
日本学術振興会 テラヘルツ波科学技術と産業開拓第182委員会 第50回研究会 2022年7月 日本学術振興会 テラヘルツ波科学技術と産業開拓第182委員会
開催年月日： 2022年7月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（招待・特別）
開催地：神戸大学百年館 国名：日本国
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馬場 基彰
日本科学振興協会 第1回総会・キックオフミーティング 2022年6月 日本科学振興協会
開催年月日： 2022年6月
記述言語：日本語 会議種別：ポスター発表
開催地：東京国際交流館 プラザ平成 国名：日本国
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馬場 基彰 [招待有り]
第22回プラズモニック化学シンポジウム 2022年6月 プラズモニック化学研究会
開催年月日： 2022年6月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（招待・特別）
開催地：大阪大学 医学・工学研究科東京ブランチ 国名：日本国
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馬場 基彰
京都大学創立125周年記念 「"鏡"プロジェクト」 2022年6月 京都大学 白眉センター
開催年月日： 2022年6月
記述言語：日本語 会議種別：公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
開催地：京都大学総合博物館 国名：日本国
その他リンク： https://www.kagami-hakubi.com/
担当授業科目（学内） 【 表示 ／ 非表示 】
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2023年度 光と物質の量子物理学特論
大学院理工学府 数物・電子情報系理工学専攻 物理工学
Claude Cohen-Tannoudji, Jacques Dupont-Roc, and Gilbert Grynberg, Photons and Atoms: Introduction to Quantum Electrodynamics(Wiley, 1997)
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2023年度 光と物質の量子物理学概論
大学院理工学府 数物・電子情報系理工学専攻 物理工学
D.F. Walls and Gerard J. Milburn, Quantum Optics(Springer, Berlin, Heidelberg, 2008)
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2023年度 固体物理学
理工学部 数物・電子情報系学科 物理工学
岡崎誠，固体物理学：工学のために（裳華房，2002年）
委員歴 【 表示 ／ 非表示 】
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文部科学省 科学技術・学術政策研究所（NISTEP）
2023年04月 - 現在 専門調査員
委員区分：政府
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日本科学振興協会（JAAS）
2021年11月 - 現在 理事
委員区分：学協会
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日本科学振興協会（JAAS）
2021年11月 - 2022年7月 代表理事
委員区分：学協会
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日本版AAAS設立準備委員会
2020年11月 - 2022年6月 委員長
委員区分：学協会
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日本物理学会
2017年04月 - 2018年3月 領域5運営委員
委員区分：学協会
社会活動（公開講座等） 【 表示 ／ 非表示 】
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役割：コメンテーター
学生団体BEAST GENSEKI 2022 日本科学未来館 2023年2月
対象： 小学生, 中学生, 高校生, 大学生, 大学院生, 教育関係者, 保護者, 研究者, 社会人・一般, 企業
種別：セミナー・ワークショップ
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【京大准教授が語る】「光相転移」の魅力とは！？気になるヨーロッパの研究環境も紹介！（馬場基彰先生）- 第２回突撃隣の研究室！
役割：出演
学生コミュニティミツバチ 突撃隣の研究室！ YouTube 2021年12月
対象： 小学生, 中学生, 高校生, 大学生, 大学院生, 教育関係者, 保護者
種別：インターネット
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CAREER ONLINE EVENT for Researchers and Candidates
役割：出演, パネリスト
BEAST オンライン 2021年11月
対象： 大学生, 大学院生, 教育関係者, 保護者, 社会人・一般
種別：セミナー・ワークショップ
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役割：出演, パネリスト
科学技術振興機構（JST） サイエンスアゴラ2021 2021年11月
種別：セミナー・ワークショップ
コロナ禍で様々な科学的な情報が政治判断に活用され、国民に対する説明においてもこういった科学的な根拠が広く使われてきた。しかし、残念ながら不足している部分が多くみられたことも否定できない事実であろう。では私たちは何を考え、何を誰とどのように議論を行えばよいのでしょうか。有事の際には毎回問題になるものの、猶予期間には手が付けられない。こういった壁をどのように乗り越えればよいのでしょうか。「ヒトが紡ぐ」様々な事象をどのようにとらえ、議論し、形にしていくことができるのでしょうか。
いくつかの組織からゲストをお招きして、これらの解決策を講じ、知の在り方を探ります。 -
集合知ネットワークの構築に向けて -効果的連携のあり方を探る-
役割：出演
科学技術振興機構（JST） サイエンスアゴラ2020 2020年11月
種別：セミナー・ワークショップ
ヒトが人であるがゆえに起こっている課題について解を見出すための一つの方法は「対話」ではないだろうか。 他者と経験を共にすることで自覚的価値が得られ、個人が知り得る情報範囲をつながることによって乗り越えられる。 21世紀型精神活動の現れとして本提案事業であるインクルーシブな学術的交流の機会の構築をめざし、様々な活動をされている方々にお集まりいただき、 効果的進め方を模索し、実装の足がかりとする。
メディア報道 【 表示 ／ 非表示 】
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科学スコープ 日本の科学を元気にしたい 研究者らがＮＰＯ法人設立 馬場・京大特定准教授が代表理事 情報発信や政策提言も
京都新聞社 京都新聞 夕刊2ページ（科学スコープ） 2022年7月
執筆者：本人以外
学術貢献活動 【 表示 ／ 非表示 】
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The International Workshop on Quantum Vacuum in Matter
役割：企画立案・運営等
Hanyu Zhu （ Rice University, Houston, TX, USA ） 2023年10月
種別：学会・研究会等
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第23回光科学若手研究会
役割：企画立案・運営等
光科学若手研究会 （ 大阪府立大学 I-site なんば ） 2019年11月
種別：学会・研究会等
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役割：企画立案・運営等
応用物理学会 量子エレクトロニクス研究会 （ 上智大学軽井沢セミナーハウス ） 2017年4月
種別：学会・研究会等
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第16回光科学若手研究会
役割：企画立案・運営等
光科学若手研究会 （ 立命館大学 大阪茨木キャンパス ） 2016年4月
種別：学会・研究会等