向井 剛輝 (ムカイ コウキ)

MUKAI Kohki

所属組織

大学院工学研究院 システムの創生部門

職名

教授

生年

1963年

研究キーワード

ナノテクノロジー、マイクロマシン、化合物半導体、光素子、酸化物ワイドギャップ半導体、無電解めっき、量子ドット

メールアドレス

メールアドレス

ホームページ

http://www.kmlab.ynu.ac.jp/

関連SDGs




ORCID  https://orcid.org/0000-0002-1334-6604

写真a

代表的な業績 【 表示 / 非表示

直近の代表的な業績 (過去5年) 【 表示 / 非表示

  • 【論文】 Improvement of monodispersity and shape symmetry of silica shell for PbS quantum dots by introducing surface silanization and adjusting reverse micelle size   2022年01月

    【論文】 Photon generator combined with silica-coated quantum dot and metamaterial fabricated by the scanning probe microscope lithography  2020年04月

    【論文】 Chemical synthesis and band gap control of Ga2O3:Co nanocrystals  2019年03月

    【論文】 Superlattice formation of faceted PbS quantum dots with three-dimensionally aligned crystal orientation  2018年07月

    【論文】 All-silicon photon emitter with colloidal PbS quantum dot in tunable microcavity  2018年09月

学歴 【 表示 / 非表示

  •  
    -
    1986年

    京都大学   理学部   物理   卒業

学位 【 表示 / 非表示

  • 博士(工学) - 京都大学

学内所属歴 【 表示 / 非表示

  • 2017年4月
    -
    現在

    専任   横浜国立大学   大学院工学研究院   システムの創生部門   教授  

  • 2009年4月
    -
    2017年3月

    専任   横浜国立大学   大学院工学研究院   機能の創生部門   教授  

  • 2007年4月
    -
    2009年3月

    専任   横浜国立大学   大学院工学研究院   機能の創生部門   准教授  

  • 2003年4月
    -
    2007年3月

    専任   横浜国立大学   大学院工学研究院   機能の創生部門   助教授  

  • 2018年4月
    -
    現在

    併任   横浜国立大学   大学院理工学府   機械・材料・海洋系工学専攻   教授  

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学外略歴 【 表示 / 非表示

  • 1999年4月
    -
    2001年3月

      (財)光産業技術振興協会   光技術動向調査委員(兼務)

  • 1999年4月
    -
    2000年3月

      技術研究組合新情報処理開発機構   研究員(兼務)

  • 1990年3月
    -
    2003年3月

      (株)富士通研究所   /

  • 1986年4月
    -
    1990年2月

      鐘紡(株)開発研究所   /

所属学協会 【 表示 / 非表示

  • 2019年12月
    -
    現在
     

    米国MRS

  •  
     
     
     

    応用物理学会

  •  
     
     
     

    日本物理学会

  •  
     
     
     

    The Institute of Pure and Applied Physics (IPAP)

  •  
     
     
     

    電子情報通信学会

研究分野 【 表示 / 非表示

  • ナノテク・材料 / 応用物性

  • ナノテク・材料 / 薄膜、表面界面物性

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 電子デバイス、電子機器

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 電気電子材料工学

  • ナノテク・材料 / ナノマイクロシステム

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取得資格 【 表示 / 非表示

  • 有機溶剤作業主任者

  • 特定化学物質等作業主任者

  • エックス線作業主任者

 

研究経歴 【 表示 / 非表示

  • ワイドギャップ半導体工学

    基礎科学研究  

    研究期間: 2017年4月 - 現在

  • ナノ構造半導体工学

    基礎科学研究  

    研究期間:

  • 新規な全光信号処理素子の設計と動作評価

    先端技術開発研究  

    研究期間:

  • 金属製3次元マイクロマシンの製造技術

    先端技術開発研究  

    研究期間:

  • 最先端フォトニック材料およびデバイス

    先端技術開発研究  

    研究期間:

著書 【 表示 / 非表示

  • メタマテリアルの設計、作製と 新材料、デバイス開発への応用

    向井 剛輝, 他( 担当: 分担執筆)

    株式会社技術情報協会  2022年3月  ( ISBN:978-4-86104-876-0

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    総ページ数:508   記述言語:日本語 著書種別:学術書

  • Self-assembled quantum dot structure composed of III-V compound semiconductors

    ( 担当: 共著)

    Nano and Micro Materials, Springer  2008年 

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    記述言語:英語 著書種別:学術書

  • Self-Assembled InGaAs/GaAs Quantum Dots

    ( 担当: 共著)

    Semiconductors and Semimetals (Academic Press, New York)  1999年 

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    記述言語:英語 著書種別:学術書

  • Semiconductor Quantum Well Intermixing : Material Properties and Optoelectronic Applications

    ( 担当: 共著)

    Gordon & Breach, Amsterdam  1999年 

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    記述言語:英語 著書種別:学術書

  • Self-Assembled InGaAs/GaAs Quantum Dots

    ( 担当: 共著)

    Academic Press, New York  1999年 

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    記述言語:英語 著書種別:学術書

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学位論文 【 表示 / 非表示

  • Growth and Characterization of Self-Assembled InGaAs/GaAs Quantum Dots and Their Application to Lasers

    向井 剛輝

    2000年9月

    学位論文(博士)   単著    [査読有り]

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    京都大学博士(工学)工学研究科 電子工学専攻 論工博第3541号
    本博士論文の目的は、1)InGaAs量子ドットの自己形成現象(特に通信用波長である1.3ミクロンで発光する量子ドットについて)、2)自己形成量子ドットの基礎的な光学物性、3)自己形成量子ドットの半導体レーザへのsuccessfulな応用、を示すことにある。本研究開始時には量子ドットの自己形成現象は未だ発見されていなかったが、現在では自己形成量子ドットを用いたレーザが、いくつかの特性において量子井戸レーザと肩を並べるまでになった。筆者は、この分野におけるいくつかの重要な発展に貢献した。まず、自己形成量子ドットが一般に知られる以前に、筆者は独自にInGaAs/GaAs量子ドットの自己形成現象を発見した。そのドットの発光波長は1.3や1.5ミクロンの実用波長をカバーし、通常のStranski-Krastanov (SK)タイプのドットとは異なることが後に分かった。SKドットより高均一なそのドットを用いて、初めてドット内部の離散準位からの発光を観測した。また、その離散準位間のフォノンボトルネック(PB)現象(エネルギ保存則を満たすフォノンが無いことに起因する、準位間キャリア緩和レートの低下)を早い段階で実験的に検証した。提案した新しいモデルによって量子ドット固有のフォトルミネッセンス (PL)減衰曲線を再現し、PB現象を定量的に評価した。また筆者は、量子ドットレーザのミリアンペアでの室温発振を実現し、さらに、世界で初めての(光通信波長帯の)1.3ミクロンにおける室温連続発振を達成した。

論文 【 表示 / 非表示

  • Theoretical study of multi-band solar cells with a single PbS quantum dot superlattice film as a light absorption layer

    Mukai Kohki, Masuda Ibuki

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   61 ( 10 )   2022年9月  [査読有り]

    DOI Web of Science

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:{IOP} Publishing   共著  

  • Decrease in crystallization temperature of beta-Ga2O3 in nanowire structure

    Mukai Kohki, Hirota Keishiro

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   61 ( 6 )   2022年5月  [査読有り]

    DOI Web of Science

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   共著  

  • Study on chemical synthesis of SnSSe nanosheets and nanocrystals

    Mukai Kohki, Nakayama Kevin

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   61 ( SC )   SC1012-1 - SC1012-9   2022年2月  [査読有り]

    DOI Web of Science

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   共著  

  • Improvement of monodispersity and shape symmetry of silica shell for PbS quantum dots by introducing surface silanization and adjusting reverse micelle size

    Mukai Kohki, Ikeda Kosuke, Hatta Reo

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   61 ( 1 )   015001-1 - 015001-8   2021年10月  [査読有り]

    DOI Web of Science

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   共著  

  • Long carrier lifetime in faceted PbS quantum dot superlattice fabricated by sedimentation method

    Mukai Kohki, Kimura Ryota, Sugisaki Shunta, Sugimoto Takuya, Fujishima Masanobu, Watanabe Sui

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   59   SGGH01-1 - SGGH01-6   2020年4月  [査読有り]

    DOI Web of Science

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   共著  

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総説・解説記事等 【 表示 / 非表示

  • QDを用いた量子情報処理素子

    向井剛輝

    Yano E puls   164 ( 11 )   33   2021年11月  [依頼有り]

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    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)   単著  

  • 特集「超格子デバイス」

    向井剛輝

    (株)矢野経済研究所「Yano E Plus」   2019年7月  [依頼有り]

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    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)   単著  

  • コロイド型量子ドットを用いた光子発生器

    向井剛輝

    光アライアンス   Vol.30 ( 7 )   16 - 19   2019年7月

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    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(大学・研究所紀要)   出版者・発行元:日本工業出版   単著  

  • 3次元着脱式マイクロファスナー

    Electronic Journal 第881回 Technical Seminar   2011年8月

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    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)   単著  

  • 3次元着脱式導電性マイクロファスナー

    向井 剛輝

    マテリアルステージ   11 ( 4 )   20 - 22   2011年7月

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    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(その他)   単著  

    従来は,主にはんだバンプや ACF(異方性導電フィルム)などの接合技が用いられている導電性接合技術分野において、これらの既存技術と一線を画し,ミリオーダーからミクロンオーダー,ナノオーダーまで幅広く対応可能で、かつ着脱が自由にできる、独自に開発したマイクロファスナーとその製造技術について解説した。

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作品・芸術・データベース等 【 表示 / 非表示

  • 8-16 量子ドット(QD)

    向井剛輝

    2018年 - 現在

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    作品分類:データベース   発表場所:電子情報通信学会 知識ベース「知識の森」  

産業財産権 【 表示 / 非表示

  • マイクロファスナー、マイクロファスナーの製造方法、及びマイクロファスナー素子

    向井剛輝、丸尾昭二

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    出願人:横浜国大

    出願番号:特願2010-005809  出願日:2010年1月14日

    出願国:国内  

  • 微小構造体の製造方法

    向井剛輝、丸尾昭二、八高隆雄

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    出願人:向井剛輝、丸尾昭二、八高隆雄

    出願番号:特願2004-217825  出願日:2004年7月

    出願国:国内  

  • 光制御素子、発光素子、光回路装置

    向井剛輝

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    出願人:向井剛輝

    出願番号:特願2004-215574  出願日:2004年7月

    出願国:国内  

  • 光干渉器

    向井剛輝

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    出願番号:特許2002-324761  出願日:2002年11月8日

    出願国:国内  

  • モノリシック光干渉素子

    向井剛輝

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    出願番号:特許2002-298445  出願日:2002年10月11日

    出願国:国内  

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受賞 【 表示 / 非表示

  • 応⽤物理学会第14回(2020年度)フェロー表彰

    2020年09月   公益社団法⼈ 応⽤物理学会   光通信波⻑帯量⼦ドットとそのレーザー応⽤に関する先駆的研究  

    受賞者:向井剛輝

  • 文部科学大臣表彰 科学技術賞

    2008年04月    

  • JJAP編集貢献賞

    2008年04月    

  • 船井情報科学振興賞

    2007年04月    

  • ISCS Young Scientist Award (化合物半導体国際会議)

    2000年10月    

科研費(文科省・学振)獲得実績 【 表示 / 非表示

  • コロイド型量子ドット超格子膜の開発による太陽電池の高効率化の実証

    2018年4月 - 2021年3月

    科学研究費補助金  基盤研究(C)

    代表者:向井剛輝

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    資金種別:競争的資金

  • 化学合成した量子ドットを用いる量子光学固体素子の製造技術の研究

    2012年4月 - 2015年3月

    科学研究費補助金  基盤研究(B)

    代表者:向井剛輝

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    資金種別:競争的資金

  • ポリマー分散型量子ドットを内包するマイクロキャビティ構造の研究

    2008年4月 - 2011年3月

    科学研究費補助金  基盤研究(C)

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    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

  • 中空糸膜モジュールによるQDのサイズ選択制御

    2021年4月 - 2022年3月

    民間財団等 

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    担当区分:研究代表者

  • コロイド型量子ドット超格子を有する高効率有機太陽電池の研究

    2018年2月 - 2020年3月

    民間財団等  能村膜構造技術振興財団

  • コロイド型量子ドットとメタマテリアルの結合を用いた単一光子源の開発

    2017年5月 - 2018年3月

    文部科学省  ナノテクノロジープラットフォーム

    代表者:向井剛輝

  • 超高効率太陽電池を実現するコロイド型量子ドット超格子の拡大均一化技術

    2016年4月 - 2018年3月

    民間財団等  岩谷直治記念財団研究助成

  • メタマテリアルと量子ドットを用いた極小単一光子放出器の創出

    2016年4月 - 2018年3月

    民間財団等  キャノン財団研究助成

    代表者:向井剛輝

研究発表 【 表示 / 非表示

  • PbS量子ドット超格子膜を光吸収層として用いた中間バンド型太陽電池の理論的検討

    増田伊吹、向井剛輝

    春期応用物理学会講演会 

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    開催年月日: 2022年3月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  • Ga2O3ナノワイヤーの比較的低温熱処理における結晶構造の変化

    廣田奎史郎、向井剛輝

    春期応用物理学会講演会 

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    開催年月日: 2022年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  • 毒性金属を含まない赤外発光コロイド型量子ドットとしてのSnSeナノ結晶の検討

    中山ケビン、向井剛輝

    春期応用物理学会講演会 

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    開催年月日: 2022年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  • 中空糸膜を用いたコロイド型量子ドットの簡便な高均一化

    鈴木聖七、八田伶音、向井剛輝

    春期応用物理学会講演会 

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    開催年月日: 2022年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  • Study on chemical synthesis of SnSSe nanosheets and nanocrystals

    Kevin Nakayama and Kohki Mukai

    International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2021) 

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    開催年月日: 2021年9月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:All Virtual Conference  

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学会誌・論文誌編集等 【 表示 / 非表示

  • (社)電子情報通信学会 レーザ・量子エレクトロニクス研究専門委員会

    専門委員 

    2007年5月
    -
    現在
     

  • Japanese Journal of Applied Physics

    編集委員 

    2002年4月
    -
    2010月4日
     

共同研究希望テーマ 【 表示 / 非表示

  • 金属製3次元マイクロマシンの製造技術

  • 有機太陽電池(量子ドット)

共同・受託研究情報 【 表示 / 非表示

  • 酸化ガリウム基板の光素子応用のための基礎検討

    国内共同研究  

    研究期間: 2017年04月  -  2018年3月 

  • Ni-Ti合金金属薄膜のドライプロセスによる作製と機能創生

    提供機関: 横浜市工業技術支援センター  国内共同研究  

    研究期間: 2012年04月  -  2014年3月 

  • 光造形技術を応用したマイクロ部品成形技術の研究

    提供機関: 日本発条  国内共同研究  

    研究期間: 2011年06月  -  2012年3月 

  • 3次元マイクロ光造形技術のMEMS応用

    提供機関: ソニー  国内共同研究  

    研究期間: 2010年12月  -  2014年3月 

  • 3次元微細構造デバイスの製造・計測・評価システムの開発

    学内共同研究  

    研究期間: 2010年06月  -  2011年3月 

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担当授業科目(学内) 【 表示 / 非表示

  • 2022年度   物理学演習

    理工学部

  • 2022年度   統計物理学

    理工学部

  • 2022年度   電磁物性

    理工学部

  • 2022年度   先端材料工学特論

    大学院理工学府

  • 2022年度   先進材料工学特論

    大学院理工学府

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教育活動に関する受賞 【 表示 / 非表示

  • 日本金属学会・日本鉄鋼協会奨学賞

    2012年03月10日   日本金属学会・日本鉄鋼協会  

    受賞者(グループ): 田中 潤

その他教育活動及び特記事項 【 表示 / 非表示

  • 2020年03月
     
     
    位置制御されたPbS量子ドットとメタマテリアルとの組み合わせによる発光特性制御   (学会等における学生の発表実績)

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    春期応用物理学会講演会

  • 2020年03月
     
     
    PbS量子ドット超格子膜の面方位制御と有機太陽電池への応用   (学会等における学生の発表実績)

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    ナノテク交流シンポジウム

  • 2020年03月
     
     
    シリカコートPbS/PbSeコア-シェル型量子ドットのサイズ制御と発光特性の改善   (学会等における学生の発表実績)

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    ナノテク交流シンポジウム

  • 2020年03月
     
     
    PbS量子ドットとメタマテリアルを組み合わせた単一光子発生素子の高性能化   (学会等における学生の発表実績)

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    ナノテク交流シンポジウム

  • 2020年03月
     
     
    HCl添加による化学合成Ga2O3ナノワイヤーの長繊維化   (学会等における学生の発表実績)

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    春期応用物理学会講演会

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委員歴 【 表示 / 非表示

  • 中小企業庁「事業再構築補助金(中小企業等事業再構築促進事業)」審査会

    2022年  審査委員

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    委員区分:政府 

  • NEDOエネルギー分野における革新的技術の国際共同研究開発事業 審査会

    2022年  ステージゲート審査委員

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    委員区分:政府 

  • NEDOエネルギー分野における革新的技術の国際共同研究開発事業 技術検討委員会

    2021年04月 - 2023年3月  技術委員

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    委員区分:政府 

  • NEDO先導研究プログラム/新技術先導研究プログラム(エネ環/新新)」採択審査会

    2021年 - 2022年3月  審査委員

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    委員区分:政府 

  • NEDOグリーンイノベーション基金事業/次世代型太陽電池の開発 採択審査会

    2021年 - 2022年3月  審査委員

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    委員区分:政府 

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社会活動(公開講座等) 【 表示 / 非表示

  • 日本工業出版「光アライアンス」寄稿

    役割:取材協力, 助言・指導, 情報提供, 報告書執筆

    2019年7月

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    対象: 大学生, 大学院生, 研究者, 社会人・一般, 学術団体, 企業, 行政機関

    種別:会誌・広報誌

  • 矢野経済研究所「Yano E Plus」寄稿

    役割:取材協力, 助言・指導, 報告書執筆

    矢野経済研究所  2019年7月

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    対象: 研究者, 社会人・一般, 学術団体, 企業, 行政機関, メディア

    種別:会誌・広報誌

  • 技術情報協会講演会

    役割:出演

    技術情報協会  2019年1月

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    対象: 研究者, 社会人・一般

    種別:講演会

  • 「みなとみらい産官学ラウンドテーブル」第35回公開セミナー

    役割:出演, 司会, 講師, 助言・指導, 企画, 運営参加・支援

    2018年2月

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    対象: 大学生, 大学院生, 研究者, 社会人・一般, 学術団体, 企業, 行政機関

    種別:講演会

  • 電子情報通信学会 知識ベース「知識の森」寄稿

    役割:助言・指導, 情報提供, 企画, 運営参加・支援, 報告書執筆

    2017年11月

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    対象: 大学生, 大学院生, 教育関係者, 研究者, 社会人・一般, 学術団体, 企業, 行政機関

    種別:インターネット

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メディア報道 【 表示 / 非表示

  • 矢野経済研究所「Yano E Plus」寄稿

    矢野経済研究所  2021年11月

 

学内活動 【 表示 / 非表示

  • 2021年04月
    -
    2023年3月
      低温研運営委員会   (全学委員会)

  • 2020年04月
    -
    2021年3月
      工学安全衛生委員長   (部局内委員会)

  • 2020年04月
    -
    2021年3月
      労働安全衛生委員会委員   (全学委員会)

  • 2019年10月
    -
    2021年9月
      ユニットEP就職担当教授   (専攻内委員会)

  • 2019年04月
    -
    2022年3月
      理工学府MPBL統括責任者   (部局内委員会)

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