レーザやプラズマを用いた材料加工プロセスに対して高度計測技術と数値シミュレーション技術を融合・駆使し、プロセスの物理に基づいて現象を解明・予測・コントロールするための研究を推進しています。得られた知見を活かし、これまでにない普遍の真理に基づくまったく新しいプロセス開発を目指します。
ナノスケールからの材料構造設計をメガスケール生産での実現を念頭に、マルチスケールで生じる多様な界面を制御して、実社会の要請に応えうる材料開発を目指します。特に”プラズマ材料工学”を駆使することで、高品質化と高機能化、低コストと環境負荷低減など半ば相反する特性も両立しうる次世代材料、次世代プロセスの提案に挑みます。主要な応用研究分野は、高容量と高サイクル安定性が求められる次世代全固体電池向けナノ材料の創製、高速高品質の両立を可能とするメゾプラズマ高速エピタキシャルAD技術開発、次世代エレクトロニクス実装に不可欠な低温焼結型ナノ接合技術の開発とその高機能界面設計、マルチマテリアル化の社会実装加速化を支える異種材料接合技術開発を対象として研究を推進しています。
溶接・接合材料科学研究の高度化・先進化として、(1)統合的可視化理解や原子論的アプローチを指向したマルチスケール連成材料挙動の解明、(2)新材料・新プロセス対応の材料科学研究を指向した界面接合研究の新規展開、(3)材料と力学・プロセスとの接点を生じる溶接・接合現象の理解と予測を目指した材料・力学・プロセスの連携研究の推進を行っています。 これにより、材料挙動の高度予測、プロセス最適化、メカニズム探求、健全性・信頼性検証を実現し、”プロセシングメタラジー”の体系化を図ることが目標です。
プロセスメタラジー領域
溶接・接合における材料科学研究の高度化のため、溶接・接合プロセス工学領域と連携し、(1) 溶接・接合プロセスにおけるメタラジーの解明、(2) モデル化による予測ならびに制御技術の探索、および(3) これらに基づく溶接・接合部の性能向上に関する研究を推進しています。これらの取り組みを通じて、溶接・接合プロセスメタラジーの体系化と溶接・接合部の信頼性向上に資する技術確立を目標としています。
低炭素未来社会のため、人類と自然が積み上げてきた「工学知」と「生物知」を紡ぐ生物規範の材料・生産プロセスを開拓します。データサイエンスによる省・創エネルギーを実現するナノ材料の開発とその応用、全く性質の異なる材料同士を「つなぐ・はずす」マルチマテリアル技術、エレクトロニクス材料の微細接合や先端半導体実装などを研究しています。原子・分子の結合からマルチマテリアル化までの生産プロセス理論・実験・シミュレーションを駆使し、将来のものづくりに変革をもたらすハイブリッド・マテリアル＆プロセス技術を進化させます。
当研究室では、革新的な半導体超微細加工技術やバイオ材料プロセス技術の開発を目指して、プラズマ物理学、プラズマ化学、プラズマ物質相互作用に関連する学術分野において、実験およびモデリング・数値シミュレーション研究を行っています。医学部等他の学術分野の研究機関や企業との連携・共同研究も多く、国際的な研究ネットワークを構築しています。
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