大阪大学研究Discovery Saga

大阪大学大学院工学研究科の市川修平准教授、博士後期課程の竹尾敦志さんらの研究グループは、立命館大学総合科学技術研究機構の藤原康文教授と協力し、半極性(20^21) GaN上にEu添加GaN薄膜を成長することで、極めて発光効率の高いEu発光中心が優先的に形成されることを明らかにしました。これにより、従来の極性（0001） GaNを用いた場合と比較して、赤色発光強度が3.6倍以上に増大することが実証されました。これまでに、GaN系の赤色LEDの高出力化は、次世代マイクロLEDディスプレイ技術の鍵として考えられ、研究が盛んに行われてきました。なかでもEu添加GaNは、波長安定かつ狭線...

キーワード：希土類元素/スペクトル/発光スペクトル/ディスプレイ/有機金属/希土類イオン/GaN/自己形成/窒化ガリウム/発光素子/発光分光/持続可能/持続可能な開発/発光ダイオード（LED）/希土類/マイクロ/結晶成長/結晶方位/半導体/量子井戸/インジウム

他の関係分野：数物系科学化学総合理工工学

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発表日：2026年4月14日

集積可能なLED構造での低ロス円偏光生成を実証！

電子・光状態のハイブリッド制御を駆使し、次世代光技術の実現に貢献

大阪大学大学院工学研究科の市川修平准教授、博士後期課程の村田雄生さん、小島一信教授らの研究グループは、株式会社アルバックの戸田晋太郎氏と協力し、半極性面InGaN量子井戸とストライプ型SiNₓメタサーフェスを組み合わせた新しい高効率円偏光源を開発しました。照明用高効率光源として広く普及している極性面InGaN LEDからの発光は一般に無偏光であり、無偏光から円偏光成分を抽出する従来の方式では、変換効率50%が理論限界でした。また、これまでの円偏光LEDは、「高い...

キーワード：3Dディスプレイ/ウェアラブル/拡張現実/最適化/情報通信/量子情報/量子通信/スペクトル/発光スペクトル/直線偏光/ディスプレイ/複屈折/円偏光/有機金属/走査型電子顕微鏡/MOVPE/デバイスプロセス/光センシング/持続可能/持続可能な開発/発光ダイオード（LED）/電子状態/シミュレーション/センシング/ナノ構造/マイクロ/屈折率/結晶成長/光学測定/耐久性/電子顕微鏡/半導体/量子井戸/エネルギー変換/インジウム/バイオイメージング

他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学総合理工工学農学

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発表日：2026年3月24日

超小型・高効率な円偏光LEDが実現可能に！

円偏光成分を抽出するナノ構造が高い効率と高い偏光度を両立

大阪大学大学院工学研究科の市川修平准教授、博士前期課程の田口遥平さん、小島一信教授、株式会社アルバックの戸田晋太郎氏らの研究グループは、窒化インジウムガリウム(InGaN)発光ダイオード(LED)に周期的なナノ構造“メタサーフェス”を直接結合することで、高効率かつ超小型の円偏光デバイスが実現可能であることを明らかにしました。円偏光源は、AR（拡張現実）/VR（仮想現実）、3Dディスプレイ、量子情...

キーワード：3Dディスプレイ/ウェアラブル/拡張現実/最適化/情報通信/電流駆動/量子情報/直線偏光/ディスプレイ/トレードオフ/円偏光/走査型電子顕微鏡/デバイスプロセス/光デバイス/光記録/窒化ガリウム/半導体材料/持続可能/LED/バイオセンシング/持続可能な開発/透明性/発光ダイオード（LED）/センシング/ナノメートル/ナノ構造/屈折率/結晶成長/光学素子/耐久性/電子顕微鏡/半導体/表面構造/インジウム

他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学生物学総合理工工学農学

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発表日：2026年2月25日

実用化の壁を超えるスピン力学センサの誕生

高感度・高耐久を両立する新しいフィルム型ひずみゲージ

大阪大学産業科学研究所の千葉大地教授（兼東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センターセンター長）らの研究グループは、磁性体ナノ薄膜からなる磁気トンネル接合（MTJ）素子をフレキシブル基材上に形成した「スピン力学センサ」において、実使用環境を想定した高い耐久性を世界で初めて実証しました。本研究において、フレキシブル基材上に形成したスピン力学センサに対して、10万回を超える繰り返し引っ張...

キーワード：インターフェース/磁気抵抗/元素分析/放射光/タンタル/ナノマテリアル/フィルム/磁気抵抗効果/磁性体/トンネル磁気抵抗効果/フレキシブル/メモリ/持続可能/サイバー空間/持続可能な開発/磁気特性/電気抵抗/コバルト/スピン/スピントロニクス/センシング/トンネル/ナノメートル/ひずみ/マイクロ/モニタリング/モビリティ/ロボティクス/光計測/積層構造/耐久性/低消費電力/電子顕微鏡/半導体/ホウ素/層構造/ヘルスケア

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発表日：2025年11月15日

微細藻類による金ナノ粒子の「環境にやさしい創製法」

機能性バイオマテリアル合成を、よりグリーンに

大阪大学大学院理学研究科博士後期課程のリハム・サミール・ハミダさん、同蛋白質研究所蛋白質物理生物学研究室の鈴木団准教授らと、同ヒューマン・メタバース疾患研究拠点（WPI-PRIMe）の原田慶恵特任教授（常勤）、京都工芸繊維大学の外間進悟助教、シンガポール国立大学（シンガポール）のJames Chen Yong Kah准教授による国際共同研究グループは、微細藻類の抽出液を用いたグリーン合成法により、高品質な金ナノ粒子を合成する方法を開発しました。金ナノ粒子とは、直径が...

キーワード：最適化/光エネルギー/化学物質/有害化学物質/バクテリア/自己組織/赤外分光/局在表面プラズモン共鳴/金ナノ粒子/光学材料/シアノバクテリア/表面プラズモン共鳴/赤外分光法/光機能/光熱変換/プラズモン/生体適合性/電子デバイス/表面プラズモン/持続可能/バイオセンシング/光照射/持続可能な開発/有害物質/金属ナノ粒子/光機能材料/熱安定性/表面修飾/センシング/ナノメートル/ナノ材料/ナノ粒子/フーリエ変換/レーザー/環境負荷/持続可能性/電子顕微鏡/透過型電子顕微鏡(TEM)/バイオマテリアル/機能材料/機能性/微細藻類/ROS/組織化/Hela細胞/がん細胞/活性酸素/活性酸素種/細胞死/脂肪酸/生体分子

他の関係分野：情報学環境学数物系科学化学生物学総合理工工学総合生物農学

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発表日：2025年10月18日

＼アパレル循環の新展開！／ストレッチ素材の弾性繊維を混紡繊維から分離

多様な混紡繊維を再資源化し、循環型社会に貢献

大阪大学大学院工学研究科の宇山浩教授らは、ストレッチ素材として用いられる弾性繊維（ポリウレタンなど）を含む混紡繊維を対象に、弾性繊維のみを効率的に分解・除去し、残された綿をリサイクル可能な形で回収する新技術を開発しました。綿と弾性繊維の混紡の場合、綿はマテリアルリサイクルに適した状態で回収され、弾性繊維は短時間で分解・除去されます（特許出願済み）。本技術は、電子レンジと同じ原理であるマイクロ波による加熱を利用し、混紡繊維を薬剤とともに約200℃で数分間照射することで、弾性繊維を選択的に分解できます。綿繊維は損傷を受けずに残り、再利用可能な形で回収できます（図1）。この結果、ストレッチ素...

キーワード：最適化/サプライチェーン/ファッション/産学連携/海洋汚染/人口増加/温室効果ガス/マイクロプラスチック/マテリアルフロー/リユース/海洋/再資源化/循環型社会/温室効果/気候変動/エステル/ポリエステル/プロセス設計/エネルギー消費/持続可能/省エネ/ボトルネック/ライフスタイル/持続可能な開発/環境負荷低減/プラスチック/マイクロ/マイクロ波/ライフサイクル/リサイクル/環境負荷/資源循環/持続可能性/廃棄物/機能性/ポリウレタン/グローバル経済/経済成長/生態系/マイクロ波加熱/水資源/スポーツ/ラット

他の関係分野：情報学複合領域環境学数物系科学化学工学農学

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発表日：2025年8月30日

＼SiCパワーデバイスの利便性アップ！／ SiC MOSデバイスの性能・信頼性を向上する新手法

高温での希釈水素熱処理が鍵

大阪大学大学院工学研究科の小林拓真准教授、藤本博貴さん（博士後期課程）、神畠真治さん（当時博士前期課程）、八軒慶慈さん（博士前期課程）、原征大助教、渡部平司教授の研究グループは、希釈水素熱処理(図1)によるSiC MOSデバイスの性能及び信頼性向上を達成しました。電気自動車や鉄道、産業機器などに広く応用されるSiC MOSデバイスは、窒素等の異種不純物導入による特性改善が一般的ですが、酸化膜中への不純物導入によるデバイスの信頼性劣化が課題となっていました。今回、研究グループは、余分な不純物を一切排除し、成熟したシリコンテクノロジーで広く用いられる希釈水素熱処理を高温で2度施す...

キーワード：パワーデバイス/酸化膜/カーボンニュートラル/持続可能/省エネ/持続可能な開発/カーボン/SiC/シリコン/移動度/自動車/電気自動車/熱処理/ナトリウム/ラット/ストレス

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発表日：2025年7月30日

＼「見えない建物被害」も見抜く！？／水害後建物被害評価AIの新たなベンチマークを開発

見落としを防ぐ「再現率」重視のアプローチで人命救助に貢献

大阪大学大学院工学研究科のYU Jiaxiさん (２０２5年３月博士前期課程修了)、福田知弘教授、矢吹信喜名誉教授（現・東京都市大学特任教授）の研究グループは、水害後の建物被害を迅速かつ正確に評価するための新たなAI技術を開発しました。本技術は、ラベル付きの訓練データが限られるという災害時の典型的な課題に対応するため、深層学習と半教師あり学習を組み合わせた点が特徴です。迅速かつ正確な建物被害評価（BDA）は効果的な災害対応に不可欠ですが、災害直後に大量のラベル付きデータを入手することの困難さや、衛星画像における被害の兆候が微妙であるという課題に直面しています。既存の深層学習による変化検...

キーワード：アーキテクチャ/ベンチマーク/複合現実感/タスク/フレームワーク/深層学習/人工知能（AI）/自然災害/正則化/エントロピー/衛星/トレードオフ/持続可能/持続可能な開発/シナリオ/シミュレーション/デジタルツイン/災害対応/地滑り/ドローン/衛星画像/ラット

他の関係分野：情報学環境学数物系科学生物学工学農学

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発表日：2025年7月15日

＼街の緑の評価を、「量」から「質」へ／深層学習による都市緑地の高精度評価システムを開発

多時相解析フレームワークでスマートに季節感あふれる緑地計画支援

大阪大学大学院工学研究科のHU Anqi 特任研究員（常勤）、矢吹信喜名誉教授（現・東京都市大学特任教授）、福田知弘教授の研究グループは、都市緑地の多時相評価を目的とした新たな解析フレームワークを開発しました。本技術は、ストリートビュー画像から得られる都市景観情報をもとに、深層学習と3D再構成技術を組み合わせることで、植物種別の季節変化を高精度に定量化できる点が特徴です。従来の都市緑地評価手法には、「植物種や季節変化に関する情報を反映できない」、「視点の標準化が困難で、時期や場所による撮影条件の違いにより一貫性のある比較分析ができない」、「植物の季節変化や多様性に対応した動的な評価指標...

キーワード：セグメンテーション/画像データ/複合現実感/アノテーション/フレームワーク/ワークフロー/深層学習/人工知能（AI）/先端技術/季節変化/都市緑地/気候変動/種多様性/SfM/持続可能/都市景観/持続可能な開発/都市空間/比較分析/評価手法/シミュレーション/デジタルツイン/実証実験/都市計画/景観生態学/緑地計画/ウシ/TEMPO/スギ/ドローン/生態学/標準化

他の関係分野：情報学複合領域環境学数物系科学生物学総合理工工学農学

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発表日：2025年5月13日

小型ヘルメットの“光”で昆虫サイボーグを制御

昆虫の負担と慣れを小さくし、ナビゲーション持続性を向上

大阪大学大学院工学研究科の森島圭祐教授およびChowdhury Mohammad Masum Refatさん（博士後期課程）の研究グループは、昆虫が紫外線に対して避けるように行動する「負の走光性」を活用し、UV-LED付き小型ヘルメットを操作することで、未知の環境下でも適用できる昆虫サイボーグの自律ナビゲーション方法を開発することに成功しました。従来の昆虫サイボーグは電気刺激による制御が一般的であり、サイボーグの作成には昆虫の感覚器官にダメージを与えるような処置が必要でした。さらに、昆虫が刺激に慣れてしまうことで、制御が難しくなるという課題もありました。今回の新しい手法により、昆虫本来...

キーワード：インターフェース/人工知能（AI）/持続性/環境モニタリング/行動特性/共進化/持続可能/紫外線/持続可能な開発/発光ダイオード（LED）/3次元計測/センサー/ナビゲーション/フィードバック/モニタリング/ロボット/ロボティクス/運動制御/生体システム/動特性/技術革新/感覚器/寿命/電気刺激/手術

他の関係分野：情報学複合領域環境学生物学工学農学

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発表日：2025年4月12日

ガラスの「見えない秩序」がテラヘルツ帯の揺らぎを決める

ガラスは一見すると無秩序に結びついた原子の集合体ですが、X線や中性子線を用いて観察すると、わずかに周期的な構造「第一尖鋭回折ピーク（FSDP）」が観測されます。また、ガラスのテラヘルツ（THz）帯の振動として観測される「ボゾンピーク（BP）」は、低熱伝導性や機械的性質、THz光の吸収特性に影響を与えます。しかしながら、FSDPとBPとの関係は未解明でした。本研究では、材料の弾性のばらつきを考慮する不均一弾性体理論により、BPの発生がFSDPと密接に関係することを見いだしました。また、理論が予測する最小の弾性不均一性とFSDPのスケールがほぼ一致し、FSDPがガラスのTHz帯振動特性を決...

キーワード：学際研究/コヒーレント/テラヘルツ光/揺らぎ/周期性/中性子/中性子回折/放射光/スペクトル/テラヘルツ/ケイ素/弾性率/光学材料/持続可能/持続可能な開発/機械的性質/塑性変形/光学特性/シミュレーション/シリカ/ナノメートル/モデル化/携帯電話/周波数/振動特性/弾性体/動特性/熱伝導/振動現象/不均一性

他の関係分野：環境学数物系科学化学工学総合生物