塩見（淳）パネル
創発PO・創発アドバイザー一覧
創発PO： 塩見 淳一郎（東京大学 工学系研究科 教授）
【専門分野】 分子熱工学
東北大学卒業後、スウェーデン王立工科大学にてPhDを取得し、東京大学へ。2017年より同大学大学院工学系研究科教授を務めている。この間、日本機械学会フェロー、日本熱電学会理事を歴任するほか、Zeldovich Medal、日本伝熱学会学術賞、日本学術振興会賞、Nukiyama Memorial Award、文部科学大臣表彰科学技術賞などを受賞。専門は分子熱工学で、熱伝導、相変化、熱電変換、熱放射、界面流体現象の基礎研究から、熱エネルギーマネージメントの応用研究までを行っている。例えば、理論・数値解析、物性測定、構造設計、機械学習の4つのアプローチを組み合わせたフォノンエンジニアリングやマテリアルズ・インフォマティクスによって、材料の機能性を革新する研究に取り組み、様々な企業との共同研究にも展開している。
創発アドバイザー（五十音順）
- 安孫子 聡子
- 芝浦工業大学 電気工学科 教授
- 新井 史人
- 東京大学 大学院工学系研究科 機械工学専攻 教授
- 岡田 健一
- 東京科学大学 工学院電気電子系 教授
- 尾方 成信
- 大阪大学 大学院基礎工学研究科 教授
- 笠原 次郎
- 名古屋大学 未来材料・システム研究所 教授
- 川西 哲也
- 早稲田大学 理工学術院 教授
- 熊田 亜紀子
- 東京大学 大学院工学系研究科 教授
- 笹原 弘之
- 東京農工大学 大学院工学研究院 教授
- 鈴木 達也
- 名古屋大学 大学院工学研究科 教授
- 関谷 毅
- 大阪大学 産業科学研究所 教授
- 高橋 厚史
- 九州大学 大学院工学研究院 教授
- 竹内 昌治
- 東京大学 大学院情報理工学系研究科 教授
- 田中 雅明
- 東京大学 大学院工学系研究科 教授
- 西脇 眞二
- 京都大学 大学院工学研究科 教授
- 長谷川 英之
- 富山大学 学術研究部工学系 教授
- 深潟 康二
- 慶應義塾大学 理工学部 機械工学科 教授
- 山西 陽子
- 九州大学 大学院工学研究院機械工学部門 教授
- 若林 整
- 東京科学大学 総合研究院 教授
- 渡部 平司
- 大阪大学 大学院工学研究科 教授
創発研究者一覧（塩見（淳）パネル）
2024年度採択
（塩見（淳）パネル）
バンド内遷移による光電変換の顕在化とデバイス応用
現在主流の太陽電池はバンド間遷移を利用した単接合型太陽電池です。これに対し、私は半導体ヘテロ界面におけるバンド内遷移を発電に利用できる可能性を見出しました。この現象により、今まで利用されてこなかった太陽光に含まれる赤外光の有効利用が可能です。本研究ではペロブスカイト系材料とシリコン、そして半導体量子ドットなどの量子構造を用いることでバンド内遷移を利用した将来の超高効率太陽電池の実現を目指します。
（塩見（淳）パネル）※研究開始の猶予制度を利用中
分子変調がもたらす個性的動的濡れの発現と機能性表面設計開拓
「動的濡れ」現象は、塗装やコーティングなど産業技術の基盤であり、同時に豊かな学理が潜んでいます。従来の流体力学では固体表面を単なる壁とみなしてきましたが、本研究では、周辺環境に応じた固体表面分子のダイナミクスに着目し、分子スケールで動的濡れのメカニズムを解明します。さらに、分子変調による液体の滑りやすさや凍結防止といった機能を制御し、分子設計に基づく機能性表面開発の技術シーズを創成します。
（塩見（淳）パネル）
光・電子融合プローブによる半導体励起キャリアの極限4D計測
本研究では、半導体表面で励起されたキャリアの挙動を可視化できる“二光子光電子分光法”に着目し、従来困難であった、表面とバルクを切り分けた新奇キャリアダイナミクス評価の開拓に取り組みます。さらに本技術を深化させ、光の回折限界を超えた超顕微分光や、psパルス電子線をプローブとした超高速時間分解計測を開発することで、材料によらない評価スキームとしての極限的な4Dキャリアダイナミクス計測法を確立します。
（塩見（淳）パネル）※研究開始の猶予制度を利用中
圧力・温度場の超高速制御による準安定物質群の創出
環境温度や付与圧力を制御することで、材料の物性は大きく変化します。本研究では、光駆動によって固体中の圧力場および温度場をピコ秒からナノ秒の超高速で制御します。これによって、従来凍結が困難であった圧力・温度空間上の物質相を、常圧下に取り出すことを目指します。従来にない機械的特性を有する構造材料や、量子材料、高温超伝導体の実現といった、従来不可能であった準安定「物質群」の創成に挑戦します。
（塩見（淳）パネル）
自在な光制御のためのナノフォトニックインターフェースの開発
近年、自動運転、スマートセンシング、衛星間光通信等、自由空間へのレーザー照射を利用する各種応用において、小型・高出力・高効率な光インターフェースの開発が求められています。本研究では、光の波長と同程度の周期性を有するナノフォトニック構造の活用により、外部光学系を用いない半導体チップ単体で、光の強度分布・偏光状態・出射方向等の自在な制御を実現する「ナノフォトニックインターフェース」の開発を目指します。
（塩見（淳）パネル）
生体的階層構造と機能に基づく革新的ソフトマター摺動機械要素の創発
未来社会の構築に資する革新的な機械システムを実現するためには、その根幹を成す「摩擦」に関わる技術の高度化が必要です。本研究では「摩擦場を計測する技術」と「精密な材料制御技術」を駆使して、人類史上最も偉大な摩擦要素である「生体関節」をモデルとした「超低摩擦・超強靭なソフトマター材料」の開発を目指します。最終的には、生体的機能を有した革新的な摩擦システムの創製による破壊的イノベーションを実現します。
（塩見（淳）パネル）
ガスハイドレートによる革新的マイクロプラスチック分離技術の創出
マイクロプラスチックは、直径5mm以下のプラスチック粒子です。環境や生体への影響が懸念されており、有効な分離・回収技術の開発が国内外の喫緊の課題となっています。本研究では、水とガスのみで構成される化合物であるガスハイドレートを応用した全く新しい粒子分離の実現に挑戦します。ミクロスケール結晶観察からマクロスケール分離実験までのマルチスケール研究により、革新的な分離・回収技術のシーズを創出します。
（塩見（淳）パネル）
スケーラブル半導体量子ビット基盤の開発
半導体量子ドットに閉じ込められた単一スピンは、既存の半導体製造技術との高い親和性から集積化に適した量子ビットとして注目されています。本研究では大規模集積化に向けて、半導体スピン量子ビット二次元アレイの基盤技術を開発します。高精度を維持しつつ二次元集積化を可能にする、スケーラビリティを備えた量子ビット制御・読み出し技術を確立し、将来の半導体量子コンピュータへの貢献を目指します。
（塩見（淳）パネル）
GHｚ水晶振動子による力/トルクセンサの変革
水晶振動子力センサの技術革新を目指すべく、比類のない力感度性能を有するGHz基底波発振可能な薄膜振動子センサ技術と、超高速検波技術による瞬時周波数サンプリング技術を検証します。本研究のセンサは、素子がnmスケールとなり、従来と異なる力学の体系的な理解や取り扱いを必要とし、また革新的な信号検出に必要なメカトロニクス技術が求められます。主にロボット実装を目的として、体系的な原理検証、学理創生を目指します。
（塩見（淳）パネル）
リアルタイム神経活動制御と診断を可能にするデバイス技術の開発
本研究では、生体に埋め込める極小LEDデバイスを開発し、光を使って特定の神経回路をリアルタイムに制御・計測する技術を確立します。従来の薬や電気刺激とは異なり、副作用を抑えつつ、より精密な神経操作が可能になります。これにより、認知症やうつ病などの神経疾患治療に新たな可能性をもたらし、従来の治療法では困難だったアプローチを実現することで、神経科学や医療の発展に大きく貢献します。
（塩見（淳）パネル）
酸化物メンブレンの物性開拓とスピントロニクスデバイス創成
酸化物は多彩な物性を有し、歪みなどの“構造”によって物性を制御することができることから、電子デバイス応用が期待されます。本研究では、基板から解放された2次元酸化物ナノ薄膜（酸化物メンブレン）の「単結晶やエピタキシャル薄膜では不可能な“巨大な歪み”や“積層構造”を実現することができる」という特性を利用することで、強相関電子系の新奇物性開拓と低消費電力スピントロニクスデバイスの実現に挑戦します。
（塩見（淳）パネル）※研究開始の猶予制度を利用中
界面熱流体現象の分子流体科学
水や空気などの流体から微小な不純物を分離することは、安全・環境の面から喫緊の課題です。対象の微細化につれて界面の重要性が相対的に高まりかつ分子の個性も顕在化することから、微小物質分離の素過程においては界面近傍の分子流体科学が重要となります。本研究では、熱駆動型の界面流体現象を主として理論と実験の両面から学術基盤の構築に挑むとともに、分離技術の破壊的イノベーションにつながるプロトタイプを目指します。
（塩見（淳）パネル）
半導体デバイス製造プロセスの大幅な簡易化に資する持続可能なものづくり技術の開発とその応用
半導体デバイスの性能が向上する一方でその製造プロセスは煩雑化の一途をたどり、歩留りの悪化や環境への負荷がデバイス普及の深刻な課題になっています。本研究では技術面・環境面の課題を多く抱える平坦化技術の技術革新を進めます。具体的には水と有機物のみを利用した平坦化技術を開発し、製造プロセスの大幅な簡略化を目指します。またこれをシーズとした新たなものづくり技術を開発し、半導体産業以外へも貢献します。
（塩見（淳）パネル）
過去を未来につなぐ並列アンサンブル制御
過去の観測データから未来を予測して現在の制御入力を決定する機能全体を並列アンサンブル計算で実現することを通して、シミュレーションが可能な数理モデルさえ構築できれば制御を試すことができるプラットフォーム的な基盤技術を創出することに挑戦します。これにより、今後の計算機性能の向上や各分野でのモデル開発と同時並行的に、自動制御にかかわる課題の解決も試みることが可能になることを期待します。
（塩見（淳）パネル）
光源拡張波動光学
波動光学は、様々な光学技術の基礎となっていますが、多くの場合、レーザーに代表される直進光を発する光源の利用が前提となっていました。本研究では、光学と情報科学の融合により、自然光を含む非直進光を発する光源に対し、波動光学の適用範囲を拡大します。非直進光の利点を活かした光学技術構築のための基盤を確立し、多様な光学応用分野の発展に寄与する、新たな光計測・制御技術を創出します。
（塩見（淳）パネル）
デトネーション波自己生存機能の実現
最も激しい燃焼波であるデトネーション波の社会実装は、既存航空宇宙輸送系や大型発電系の燃焼形態全てを転換するだけの大きな社会的・経済的・環境的インパクトを与えます。本研究では、極めて単純な構成でデトネーション波自身が能動的に伝播を維持する「デトネーション自己生存機能」を確立します。本研究により、従来のデトネーション生成手法を変革し、新しいデトネーション研究分野と潜在的な価値を創出します。
（塩見（淳）パネル）
反応拡散系の統一理論による学際融合と未来社会の創造
本研究は、燃焼学において「着火」と「火炎」が理論的に等価であることを証明した独自理論を、あらゆる反応拡散系に拡張し、統一理論を構築します。この理論により、がん治療、ウイルス拡散予測、宇宙構造形成など異分野の現象を統一的に理解・制御することが可能になります。科学の分断を克服し、学際融合を実現することで、複雑な社会課題解決に直結する破壊的イノベーションの創出を目指します。
（塩見（淳）パネル）
NV量子スピントロニクスデバイスの創出
量子デバイスは、既存のエレクトロニクスを用いて制御および検出されています。したがって、既存エレクトロニクス技術と量子技術を組み合わせることは、高性能量子デバイスの実現に必要不可欠な技術となります。そこで本研究では、室温下で動作可能なダイヤモンド中の単一NV量子スピンの電気的な制御・検出技術と、スピントロニクス技術を組み合わせたNV量子スピントロニクスデバイスの創出を目指します。
（塩見（淳）パネル）※終了（研究開始前）
毛管力と弾性力、静電力の連成による新奇ソフトロボティクス
本研究では、毛管力と弾性力、静電力が入り混じるElectro-Elasto-Capillary(EEC)現象を題材とし、基礎的な学理の構築からマイクロケールでのアクチュエーション技術の実現までを行います。本研究により、水をつかむロボットやアメンボのように水面を滑走するロボットなど、これまでに見たことない一風変わったソフトロボットの実現につながる基盤技術を創出します。
（塩見（淳）パネル）
量子接続に基づくシリコン量子情報処理基盤技術の開拓
大規模量子コンピュータは、革新的な処理能力を有する次世代の情報処理基盤として期待されています。なかでもシリコン量子コンピュータは、半導体集積技術と親和性が高く注目されています。本研究では、シリコン量子デバイス内で単一スピンが担う量子情報の自由なやりとりを可能にする技術を確立、深化させることで、シリコン量子コンピュータの新しい集積化スキームを開拓することを目指します。
2023年度採択
（塩見（淳）パネル）
14族半導体を用いたスピン論理演算の創成
昨今、電子機器の消費電力の爆発的増大が危惧されています。本問題に対し、私は電子の内部自由度であるスピン角運動量を情報としたデバイスに注目しております。スピン角運動量の流れ（スピン流）は情報輸送自体にエネルギー消費がないため、大幅な電力削減が見込めます。但し、効率よくスピン流を生成・輸送・検出するには高度な技術が必要です。本研究ではそれらの技術を確立し、スピン流を用いた電子機器の創成を目指します。
（塩見（淳）パネル）
究極の可視化技術と非再現性を活用した革新的な活性種生成法の創出
本研究では、ランダムな高速変化特性ゆえに従来技術では測ることも数値解析することも困難なプラズマを根本的に理解し制御するために、プラズマの性状発現を司る基礎物理量が高感度かつ高速度で可視化できる連続撮影技術を開発します。そして取得した非再現的な画像データを多変量解析やモデル構築などにフル活用することで、発生頻度は非常に低いが高い活性種生成能力を持つプラズマの再現的生成法を確立します。
（塩見（淳）パネル）
赤外ナノ計測の革新：生命現象をナノ動画撮影する
本研究では、革新的な高時空間分解能を有する新しい赤外ナノ計測技術を開発します。赤外光由来の分子振動情報・化学結合情報を用いて、さまざまな生命現象を超解像でありのままに動画撮影します。大きなインパクトを与える動画を生命科学分野に提供すると共に、当該分野に多くの発見と破壊的イノベーションをもたらすことを目指します。
（塩見（淳）パネル）
細胞環境連成力学の創成
原生生物や細菌など、中枢神経を持たない単細胞生物は細胞外界の物理刺激に反応し、その運動を変化させることで様々な物理環境に適応します。それは、細胞周りの複雑な流れの中においてもロバストに生体機能を発揮する機構を生物が有していることを意味します。本研究では、環境に応じた単細胞生物の運動変容を細胞運動と物質輸送の連成問題として定式化することで、生物の環境適応機構を記述する力学理論の構築に挑みます。
（塩見（淳）パネル）
場の制御による原子拡散に基づく金属ナノアーキテクトニクス
「誰もが簡単に小さなモノづくりを」を旗印に、金属3次元ナノ構造体の自在造形技術の創発を目指します。これまで化学分野に後塵を拝してきたナノアーキテクトニクス分野に力学的視点を持ち込み、力学を支配する「場」の制御によって原子拡散を操る学術基盤を構築すると共に、その学術知を産業的な金属ナノ造形技術に昇華させた金属ナノAdditive Manufacturing(AM)を創出します。
（塩見（淳）パネル）
量子コンピュータを用いた収束計算を必要としない近似流体計算
コンピュータを用いた数値流体解析において解を得るには初期値からの収束計算 (時間積分計算) が必要となります。しかし、例えば現在でも約120年前に提案されたルンゲ・クッタ法が幅広く使用されているように、未だに収束計算 (時間積分計算)は数値計算の高速化に対するボトルネックの一つとなっています。そこで本研究課題では、量子コンピュータを用いることで、無数の解候補の中から欲しい収束解のみを抽出する、これまでの常識を打ち破る計算手法の構築を目指します。
（塩見（淳）パネル）
生き物のように能動的に動く生体適合集積電子回路技術
電子回路と駆動系が一体となった、いわば"動く電子回路"と呼べる生体適合微小ソフトロボット作製技術を開発します。ロボットは独自の柔軟なアクチュエータ薄膜を半導体作製に用いられる技術で微細加工し作製します。動物細胞と同等サイズの10マイクロメートル程度のロボット製造を目標とし、個別細胞レベルでの生体-機械インターフェースや細胞手術ツール、またこれを大規模集積化した微小生物学実験装置の構築を目指します。
（塩見（淳）パネル）
分子ロボットオペレーティングシステムの構築
分子ロボットとは、構成要素が分子レベルのデバイスで構築されたロボットです。分子デバイスの制御は化学反応に基づいた分子回路により行われますが、化学反応のみでは意図しない反応により複数の分子デバイスを制御することが困難です。本研究では、複数の分子デバイスを制御可能な、分子ロボットオペレーティングシステムの開発に挑戦します。これにより、多種多様な分子ロボットを開発するための技術シーズの創出を目指します。
（塩見（淳）パネル）
高温クリープのマルチスケール学理確立とそれに基づく設計革新
高温クリープ現象を対象として「マルチスケールメカニズムの統合化モデル」を構築することで、ナノ・ミクロスケールの素過程からマクロスケールの材料強度の起源を定量的に説明する材料力学－結晶学－熱力学を繋ぐ新たな学理の基盤を確立します。さらに、それによるクリープ寿命の定量予測に基づく材料・機器の新規開発および既存機器・構造物の維持管理に対する革新的な設計戦略を提示します。
（塩見（淳）パネル）
ナノ粒子シンチレータが拓く次世代宇宙ガンマ線観測
本研究では、色素表面修飾ナノ粒子を活用した創発的シンチレータの開発を通じて、宇宙で柔軟にシート状展開可能な高解像度低エネルギーガンマ線検出器を実現します。ナノ粒子を色素で表面修飾することで超高効率かつ信号伝搬損失の少ないシンチレータを開発し、世界で初めて大面積展開可能なシート型ガンマ線検出器を実証することで、これまでの重く硬い宇宙放射線検出器の概念を変える破壊的イノベーションをもたらします。
（塩見（淳）パネル）
分子吸着が金属塑性変形挙動にもたらす『表面化学』の探求とその応用
本研究では、“金属材料表面へ特定の分子が吸着することによって、材料の変形挙動が著しく変化する”という現象を探求していきます。そして、この現象を理解し、制御するための理論・技術を確立することで、例えば“たった一層の分子を材料表面に吸着させるだけで、様々な金属材料の加工が著しく容易になる”といった、革新的なものづくり技術の構築を目指します。
（塩見（淳）パネル）
再構成可能な集積化分子センサアレイの創製
環境中に存在する分子群の効率的かつ高信頼な電気的識別に向けて、分子群識別における諸機能を動作時に再構成できるセンサアレイを創製します。本センサアレイではナノ材料・デバイス技術により個々の特性を動的に変調可能なセンサを1チップ上に作製・集積化し、再構成可能なセンサアレイを実現します。本センサにより多種混合分子群の高効率な識別を実現し、ヘルスケアや環境モニタリング、食品管理等の多様な分野に貢献します。
（塩見（淳）パネル）
全環境適応可能な自己再構成モジュラーロボティクスの開拓
近年、汎用的な人工知能が大躍進を遂げるにつれて、その担い手であるロボットにも多様な環境に適応できる能力が求められるようになりました。本研究は形態遷移による陸空海の全環境での移動だけではなく、異なる環境特性に適応して作業行動を行うモジュラーロボットを目指します。そこで、ハードウェア・形態学・行動論の階層間の再帰的探究を通して、全環境対応型モジュールロボティクスという新しい分野を切り開いていきます。
（塩見（淳）パネル）
放射光で切り拓くゴム摩擦の学理創成と革新的材料開発
タイヤや靴底などに広く使用されているゴムの高摩擦化は長年の課題です。ゴムの摩擦の制御のためには、路面上の凹凸との接触・摩擦により生じる変形に伴い変化する材料特性の制御が必要です。しかし、摩擦中のゴムの変形挙動の実験的な測定は達成されていません。本研究では、NanoTerasuやSPring-8といった大型放射光設備を用いて、ゴムの変形挙動可視化を達成し、摩擦発現を最適化する材料の設計指針を確立し、革新的な材料開発を達成します。
（塩見（淳）パネル）
SAHP法による2次元ナノマテリアル合成とヘテロ構造の探究
2次元機能性原子薄膜は、数層の原子層によるシート状材料であり、通常の物質に比べ極めて特異的で優れた特性を示すことから、多くの分野で革新的な進歩をもたらすことが期待されています。本研究では、2次元機能性原子薄膜の合成技術とその実用化に向けた課題に対し、実験と計算科学を両輪に学術的に取り組むことで、ナノテクノロジーの発展に貢献すると同時に、環境やエネルギー問題を解決し持続可能な社会の実現を目指します。
（塩見（淳）パネル）
微視的無秩序プロセスの輸送現象論
巨視的な熱流体力学における輸送現象論の考えを根底から変革し、原子スケールの本質的に非平衡な過程（微視的無秩序プロセス）において熱流体力学的な場の保存則に基づく輸送現象論の創出を行います。そして、エネルギー科学発展の根幹である材料の物性や熱流体現象（エネルギー輸送、濡れ、相変化現象等）に関して、創出した“微視的無秩序プロセスの輸送現象論”に基づき解明する新たな学術を構築することに挑戦します。
（塩見（淳）パネル）
新奇窒化物半導体ヘテロ接合による二次元電子の制御とデバイス応用
新しい窒化物機能性材料と窒化物半導体の融合によって、高周波・高出力用途で用いられる電子デバイスの高性能化と新機能化に取り組みます。高い分極効果や強誘電性を有する窒化スカンジウムアルミニウム(ScAlN)に注目し、分子線エピタキシーによる結晶成長技術の確立および界面電子輸送特性の理解と制御、電子デバイス試作に基づき革新的な高電子移動度トランジスタの実証と動作原理の理解を目指します。
（塩見（淳）パネル）
伸縮性共役高分子を用いた超柔軟デバイス
共役高分子は分子構造やプロセスの制御により生体のような高い伸縮性・柔軟性を示すため、次世代ウェアラブルデバイスやロボット用電子人工皮膚としての応用が期待されています。しかし、伸縮性共役高分子を用いた伸縮性半導体デバイスは、電気的な性能が実用上十分でありません。本研究では、伸縮性共役高分子を用いたデバイスのための材料・デバイス・回路の新しい基盤技術を構築し、半導体デバイスの新しい地平を切り拓きます。
（塩見（淳）パネル）
ヘテロ構造の電子とプロトンが生み出す情報処理技術
センサと無線技術の進化によってサイバー空間だけではなく身の回りの現実空間の情報化が進んでいくと思われます。しかし現実空間の情報処理に従来のデジタル回路技術だけでは対応できず、現実空間との相互作用に特化した神経回路の情報処理技術を参考にすべきと考えます。本研究では、現実空間の情報を短期記憶に乗せてリアルタイム処理する神経回路技術を参考に、電子とプロトンの自由度を活用した新たな情報処理技術の構築を目指します。
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