2022/01/19 更新

写真a

オオハシ ケイシ
大橋 啓之
所属
研究院(研究機関) ナノ・ライフ創新研究機構
職名
上級研究員(研究院教授)

兼担

  • 理工学術院   大学院先進理工学研究科

学位

  • 名古屋大学   博士(工学)

経歴

  • 2019年11月
    -
    継続中

    EC SENSING 株式会社

  • 2015年04月
    -
    継続中

    早稲田大学   ナノ・ライフ創新研究機構   上級研究員(研究院教授)

  • 2012年10月
    -
    2017年03月

    東北大学   未来科学技術共同研究センター   客員教授

  • 2014年04月
    -
    2015年03月

    早稲田大学   ナノ理工学研究機構   上級研究員(研究院教授)

  • 1998年05月
    -
    2014年03月

    日本電気株式会社   中央研究所   主席研究員等

  • 2006年04月
    -
    2011年05月

    株式会社半導体先端テクノロジーズ   プログラムマネージャ(半導体MIRAIプロジェクト光配線テーマリーダー)

  • 2004年10月
    -
    2006年03月

    理化学研究所   フロンティア研究システム 長波長光調査研究チーム   チームリーダー

  • 2004年04月
    -
    2006年03月

    名古屋大学   エコトピア科学研究機構先端技術共同研究センター   客員教授

  • 1996年08月
    -
    1998年05月

    茨城日本電気株式会社   MRヘッド部   設計専任部長等

  • 1991年07月
    -
    1996年08月

    日本電気株式会社   ファイル装置事業部   技術課長

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所属学協会

  •  
     
     

    日本労働科学学会

  •  
     
     

    国際電気化学会

  •  
     
     

    米国電気化学会

  •  
     
     

    米国材料学会

  •  
     
     

    米国電気電子学会

  •  
     
     

    電気化学会

  •  
     
     

    応用物理学会

  •  
     
     

    電子情報通信学会

  •  
     
     

    日本磁気学会

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研究分野

  • 電子デバイス、電子機器

  • 知能ロボティクス

  • リハビリテーション科学

  • ナノマイクロシステム

研究キーワード

  • センシング技術

論文

  • Potassium-Regulated Immobilization of Cortisol Aptamer for Field-Effect Transistor Biosensor to Detect Changes in Charge Distribution with Aptamer Transformation

    Shigeki Kuroiwa, Hiroki Hayashi, Ryo Toyama, Naoto Kaneko, Katsunori Horii, Keishi Ohashi, Toshiyuki Momma, Tetsuya Osaka

    Chemistry Letters   50 ( 5 ) 892 - 895  2021年05月  [査読有り]  [国際誌]

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    Salivary cortisol concentration and its circadian variation were detected by optimizing the ionic concentration of the solution during the immobilization of aptamers on a field-effect transistor biosensor. This was achieved by modifying our previously developed technique of detecting uncharged cortisol using the transformation of negatively charged aptamers by controlling the aptamer spacing. This spacing control was achieved by synthesizing pseudo-cortisol-binding aptamers with a guanine-quadruplex during the immobilization of the aptamers in a highly concentrated solution of K+.

    DOI

  • Immobilization of Target-Bound Aptamer on Field Effect Transistor Biosensor to Improve Sensitivity for Detection of Uncharged Cortisol

    Hiroki HAYASHI, Ryo TOYAMA, Ryota TAKIBUCHI, Sho HIDESHIMA, Shigeki KUROIWA, Naoto KANEKO, Katsunori HORII, Keishi OHASHI, Toshiyuki MOMMA, Tetsuya OSAKA

    Electrochemistry   89 ( 2 ) 134 - 137  2021年03月  [査読有り]

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    Field effect transistor (FET) biosensors are capable of detecting various biomolecules, although challenges remain in the detection of uncharged molecules. In this study, the detection of uncharged cortisol was demonstrated by interfacial design using a technique to immobilize target-bound aptamers. The target-bound aptamers, which formed a higher-order structure than target-unbound aptamers, expanded the distance between adjacent aptamers and reduced the steric hindrance to the conformational change. The density-controlled aptamers efficiently induced their conformational changes with the cortisol binding, which resulted in the improvement of the sensitivity of FET biosensors.

    DOI

  • 電界効果トランジスタを用いたバイオセンサ

    黒岩繁樹, 大橋啓之, 逢坂哲彌

    電気化学   88 ( 4 ) 317 - 325  2020年12月  [招待有り]

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    新型コロナの世界的な蔓延に伴って、ほとんどの業種でリモートワークをいかに有効なものにするかが大きな課題となっている。そのような環境で、医療の現場の負担を減らすために、日常生活での精神面も含めた個人の研究管理が必要を増してきた。近年の医学・生理学・生化学、分子生物学の目覚ましい発展で発見された各種バイオマーカーを、健康の維持・管理及び病気の予防に存分に生かせるように、バイオセンシングの実現が期待される。ところが物理センサの気軽さに対して、バイオマーカーをセンシングするバイオセンサは生活に密着したものとは程遠い。ましてや、各家庭など日常の生活の場から健常者の生体情報が医療従事者にリモートで送信されて、医学上の知見を活用したさまざまな判断が与えられたり、未病の段階から健常者に行動変容を促したりするような社会はまだ夢のままである。そのような日常的なバイオセンシングが実現されれば、高齢化社会における未病段階での疾病予防に向けた体と心の健康のために大いに役立つことが期待される。

    DOI J-GLOBAL

  • Tetrameric jacalin as a receptor for field effect transistor biosensor to detect secretory IgA in human sweat

    Hiroki Hayashi, Naoki Sakamoto, Sho Hideshima, Yoshitaka Harada, Mika Tsuna, Shigeki Kuroiwa, Keishi Ohashi, Toshiyuki Momma, Tetsuya Osaka

    Journal of Electroanalytical Chemistry   873   114371 - 114371  2020年09月  [査読有り]

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    Secretory immunoglobulin A (s-IgA), found in biological fluids, is useful for monitoring condition on mental health to prevent depression. In this study, the non-invasive detection of s-IgA in human sweat was demonstrated using field ef- fect transistor (FET) biosensors modified with a plant lectin, jacalin, as a receptor. The s-IgA molecules were detected with greater sensitivity using the jacalin-immobilized FET biosensors as compared to the sensitivity shown by Fab- immobilized FET biosensors. Jacalin, which is a small lectin tetramer, has four glycan-binding sites and can capture a large number of s-IgA molecules within the charge-detectable region in terms of Debye length. Moreover, the jacalin-immobilized FET biosensor could detect s-IgA at concentrations ranging from 0.1 μg/mL to 100 μg/mL. Addi- tionally, by using a filtration process to eliminate the interference of other components found in human sweat, our FET sensing system could specifically and quantitatively detect s-IgA. Therefore, our results show the utility of this device in monitoring mental stress.

    DOI

  • Nature-Inspired Flexible Electrochromic Devices

    Masayoshi Higuchi, Yukio Fijii, Shigeki Kuroiwa, Keishi Ohashi, Yoshiharu Hamada, Akihiko Kubota

    Proceedings of the International Display Workshops     1415 - 1415  2019年11月

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    Nature-inspired flexible electrochromic devices have been fabricated using electrochromic metallo-supramolecular polymer for the first time in the world. The use of Ru(II)-based polymer, which changes the color between red and green, and the multi-layer coating method have enabled to reproduce the nature of a real fallen leaf by the devices

    DOI

  • Thin-film Head and the Innovator's Dilemma

    Keishi Ohashi

    Advances in Electrochemical Sciences and Engineering     129 - 158  2018年10月

    DOI

  • Review of Physiological Balance Sensing in an Unobtrusive Manner

    Keishi Ohashi, Shigeki Kuroiwa, Sho Hideshima, Takuya Nakanishi, Tetsuya Osaka

    ELECTRONICS AND COMMUNICATIONS IN JAPAN   100 ( 9 ) 50 - 55  2017年09月  [査読有り]

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    The concept of unobtrusive physiological balance sensing system implementing biosensors is discussed. Biosensors connected with a data system are expected to play a significant role when we extend the sensing objects from body to mind and spirit. Here, we describe the unobtrusive monitoring system using field effect transistor-type sensors and wireless communication devices. Substances subject to the survey of our research will include small ions, immunoglobulins, and hormones. (C) 2017 Wiley Periodicals, Inc.

    DOI

  • 生体バランス物質のさりげないセンシングに関するレビュー

    大橋 啓之, 黒岩 繁樹, 秀島 翔, 中西 卓也, 逢坂 哲彌

    電気学会論文誌. E, センサ・マイクロマシン部門誌   136 ( 8 ) 357 - 361  2016年  [査読有り]

     概要を見る

    The concept of unobtrusive physiological balance sensing system implementing biosensors is discussed. Biosensors connected with a data system is expected to play a significant role when we extend the sensing objects from body to mind and spirit. Here, we describe the unobtrusive monitoring system using FET-type sensors and wireless communication devices. Substances subject to the survey of our research will include small ions, immunoglobulins, and hormones.

    DOI CiNii

  • Industrialization trial of a biosensor technology

    K. Ohashi, T. Osaka

    ECS Transactions   75 ( 39 ) 1 - 9  2016年  [査読有り]  [招待有り]

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    A biosensing system is commercialized based on a concept of physiological balance for healthcare. The addition of low-cost biochemical sensors to the sensing system would help with scientific prescriptions based on contemporary medicine. As a candidate for a low-cost and robust chemical sensor platform, the ion-sensitive field-effect transistor (ISFET) has long been examined. After reviewing past ISFET research, our two approaches for new business trials are discussed. One approach is based on the progressiveness of technology that relies on a public finance with existing big companies. Another approach is a lean startup based on a customer development model for entrepreneurs.

    DOI

  • Tag-Antenna-Based Presence Sensing Using Near-Field Traveling-Wave Reader Antenna

    Wataru Hattori, Keishi Ohashi, Hiroshi Fukuda

    2014 INTERNATIONAL CONFERENCE ON THE INTERNET OF THINGS (IOT)     103 - 107  2014年  [査読有り]

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    We propose tag-antenna-based sensing (TABS) for detecting objects and people using a low-cost near-field traveling-wave reader antenna. This technology is inspired by TABS, which enables the use of ordinary far-field radio-frequency identification (RFID) tags as extremely low-cost proximity presence sensor nodes. This allows the sensor nodes to be pervasively deployed in the Internet of Things (IoT); however, frequent reading errors have been a problem in applying practical usage for detecting objects and people. We introduce a low-cost near-field traveling-wave RFID reader antenna that significantly reduces reading errors. We successfully demonstrated the detection of items and human footprints by adopting this technology.

    DOI

  • A plastic-based bolometer array sensor using carbon nanotubes for low-cost infrared imaging devices

    Kaoru Narita, Ryosuke Kuribayashi, Ersin Altintas, Hiroko Someya, Kenichiro Tsuda, Keishi Ohashi, Toru Tabuchi, Shuichi Okubo, Masaharu Imazato, Shigeyuki Komatsubara

    SENSORS AND ACTUATORS A-PHYSICAL   195   142 - 147  2013年06月  [査読有り]

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    We have developed an infrared image sensor based on bolometers on a plastic substrate that is potentially ultra low-cost due to its simple structure consisting of mainly organic materials. The bolometer includes a thermal isolator made of a very low thermal conductive polymer (parylene) and a newly developed, highly sensitive (TCR <-2%/K) carbon nanotube thin film thermistor. Experiment results showed that the responsivity of our sensor was 138 V/W (at V-B = 2 V) and the estimated noise equivalent temperature difference (NETD) at room temperature was 1.1 K. The row-column type 64-pixel (8 x 8) array sensor was fabricated and evaluated while the image of a heat source was focused on the sensor array by a Ge lens. Utilizing the test readout circuit based on switching modules, we obtained the images of the heat source and confirmed the basic operation of IR imaging. (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI

  • Infrared Optical and Mechanical Properties of Ceramic Coatings Fabricated by Aerosol Deposition

    Hiroki Tsuda, Jun Akedo, Shingo Hirose, Keishi Ohashi

    Additional Conferences, Microelectronics Research Portal   2012 ( CICMT ) 406 - 410  2012年09月  [査読有り]

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    The posibility and mechanical improvement of the infrared ceramic coatings fabricated on fluoride substrates at room temperature by aerosol deposition (AD) were investigated aiming to optical components for infrared applications and devices. The yttria coating possibility fabricated on barium fluoride substrate by the AD process was found by adjusting one of the deposition conditions The optical and mechanical properties of the fabricated ceramic coatings, which are important in practical applications, were evaluated by transmittance and hardness measurements respectively. The mechanical hardness of the fabricated yttria single coatings was increased to 4 times higher than that of the barrium fluoride substrates. Furthermore, by an additional layer on a barium fluoride substrate, the mechanical properties of the fabricated multi-coatings including an upper yttria layer were improved from that of the single yttria coating on the barium fluoride substrate, retaining the IR transmittance of the single yttria coating at the wavelength of 10 um.

    DOI

  • プラズモン増強を用いた光検出

    表面科学   33 ( 4 ) 191 - 196  2012年

    担当区分:筆頭著者

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    This paper describes the recent trend of the surface-plasmon technology for photo-detectors. Surface plasmons create strong near-field on a metal surface thereby reducing the size of the photodetectors. One of the merits for such small detectors is their extremely small electric capacitance. A possible effect of the small capacitance is to bring about the high efficiency of the photo detector circuit at very high frequency. Small photodiodes for on-chip optical interconnection and data communication are reviewed as an example of such applications. A near-field probe for subwavelength THz imaging is also discussed.

    DOI

  • InGaAs Nano-Photodiode Enhanced Using Polarization-Insensitive Surface-Plasmon Antennas

    Daisuke Okamoto, Junichi Fujikata, Keishi Ohashi

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   50 ( 12 ) 120201 - 120201  2011年12月  [査読有り]

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    We propose InGaAs nano-photodiodes incorporated with a ring-type polarization-insensitive surface-plasmon (SP) antenna, which consists of gold concentric-ring gratings. This ring antenna induces SP resonance for any polarization of incident light and enhances light absorption in a thin InGaAs layer owing to its symmetric structure. Finite-difference time-domain simulations suggest that the carefully designed ring SP antenna can achieve a quantum efficiency of more than 70% for a wide wavelength range and a maximum efficiency of about 80%. A 3 dB bandwidth of 21 GHz and an external responsivity of 0.39A/W were experimentally demonstrated at a 1.55 mu m wavelength. (C) 2011 The Japan Society of Applied Physics

    DOI

  • 表面プラズモンアンテナを利用したSiナノフォトダイオード

    藤方潤一, 大橋啓之, 最上徹

    光学   40 ( 2 ) 98 - 103  2011年02月  [招待有り]

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    We studied the surface plasmon (SP) resonance effect on Si nano-photodiode (PD) characteristics for future optical interconnections on LSI chips. We designed an SP antenna which converts input light into SP polaritons and localizes light power on the subwavelength area, and developed a very efficient and very fast Si nano-PD which consists of the SP antenna and a small Si absorption layer. We also developed a waveguide-integrated Si nano-PD with an SP antenna for on-chip optical clock distribution. The interfacial periodic nano-scale metal-semiconductor-metal Schottky electrodes were shown to function as an SP optical antenna and also as an optical coupler between a SiON waveguide and a very thin Si absorption layer. A very high speed response as well as enhanced photoresponsivity was achieved for a 10-m m coupling length. By using this technology, we fabricated a prototype of a large-scale-integration (LSI) on-chip optical clock system and demonstrated 5 GHz of optical clock circuit operation connected with a 4-branching H-tree structure.

    DOI

  • Silicon (Si) and germanium (Ge) in optical devices

    Ohashi, K.

    Silicon-Germanium (SiGe) Nanostructures    2011年

    DOI

  • Vertical-coupling optical interface for on-chip optical interconnection

    Hirohito Yamada, Michinao Nozawa, Masao Kinoshita, Keishi Ohashi

    OPTICS EXPRESS   19 ( 2 ) 698 - 703  2011年01月  [査読有り]

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    We present a vertical-coupling optical interface with a grating coupler for transmitting and receiving optical signals between single-mode optical fibers and microphotonic waveguides with a view to realize on-chip optical interconnection. The optical interface consisting of a simple grating structure with a reflective mirror and an optical power combiner exhibits high optical coupling efficiency and wide tolerance range for the misalignment of optical fibers. The optical interface exhibits high coupling efficiency even if the optical input is almost vertical to the chip surface. (C)2011 Optical Society of America

    DOI

  • A Plastic Bolometer Array using Carbon Nanotubes for Low-Cost Infrared Imaging Devices

    Kaoru Narita, Shoji Sekino, Ryosuke Kuribayashi, Ersin Altintas, Hiroko Someya, Keishi Ohashi, Kenichi Kamijo, Kenichiro Tsuda, Toru Tabuchi, Masaharu Imazato, Shigeyuki Komatsubara

    2011 36TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON INFRARED, MILLIMETER, AND TERAHERTZ WAVES (IRMMW-THZ)   195   142 - 147  2011年  [査読有り]

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    We have developed an infrared sensor for low-cost infrared imaging devices based on bolometers on a plastic substrate. The bolometer includes a thermal isolator made of polymer, and a newly developed high-sensitive (TCR > 2 %/K) carbon nanotube thin film thermistor. This structure can be fabricated with print processes, and additionally, enables us to avoid the conventional high-cost vacuum packaging process. The infrared irradiation test showed that the responsivity of 340 V/W was obtained.

    DOI

  • オンチップ光配線導入の課題検討

    大橋啓之, 鳥居淳, 最上徹

    電子情報通信学会誌   93 ( 11 ) 933 - 937  2010年11月  [招待有り]

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    LSIのグローバル配線における消費電力,シグナルインテグリティ等の課題を解決するために光配線を導入する検討を行った.Siフォトニクス,表面プラズモンなどの光技術により,寸法的にはLSI内の機能ブロック間を光配線で結ぶことができ,また配線遅延が低減することを示すことができる.ここでは,最新の光配線技術に基づき光配線のアーキテクチャについて考察した内容を報告する.

  • Gigahertz-rate optical modulation on Mach-Zehnder PLZT electro-optic modulators formed on silicon substrates by aerosol deposition

    Takanori Shimizu, Masafumi Nakada, Hiroki Tsuda, Hiroshi Miyazaki, Jun Akedo, Keishi Ohashi

    IEICE ELECTRONICS EXPRESS   6 ( 23 ) 1669 - 1675  2009年12月  [査読有り]

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    Mach-Zehnder (MZ) lanthanum-modified lead-zirconate-titanate (PLZT) electro-optic modulators were fabricated on a silicon substrate by aerosol deposition. The fabricated modulator has a reversed-ridge-waveguide structure (with a 1.8-mu m-wide ridge) and electrodes for applying a voltage perpendicular to the PLZT core layer. The modulator also has an MZ interferometer structure in which the device length and the electrode length of phase shifter are 1.5 mm and 500 mu m, respectively. Optical-characteristics measurements showed that the 2-GHz optical output signal was produced by the modulator. The optical performance proves the validity of using the modulators on silicon substrates for on-chip optical interconnects.

    DOI

  • Lanthanum-Modified Lead Zirconate Titanate Electro-Optic Modulators Fabricated Using Aerosol Deposition for LSI Interconnects

    Masafumi Nakada, Takanori Shimizu, Hiroshi Miyazaki, Hiroki Tsuda, Jun Akedo, Keishi Ohashi

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   48 ( 9 ) 09KA06  2009年09月  [査読有り]

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    We developed lanthanum-modified lead zirconate titanate (PLZT), electro-optic modulators using aerosol deposition (AD). AD of complex oxide films on Si substrates is achievable, leading to the possible integration of these modulators into semiconductor integrated circuits. Polarization was measured in PLZT optical waveguides that were 1.8 mu m in width, and ferroelectric hysteresis loops were observed. Mach-Zehnder interferometer (MZI) PLZT modulators were demonstrated with 500-mu m-length electrodes, and the insertion loss of the MZI modulators changed with applied electric field. Their change in insertion loss exhibited hysteresis loops, which were comparable to their ferroelectric ones. We obtained a 2-GHz optical output signal with a relevant bias voltage. (C) 2009 The Japan Society of Applied Physics

    DOI

  • On-Chip Optical Interconnect

    Keishi Ohashi, Kenichi Nishi, Takanori Shimizu, Masafumi Nakada, Junichi Fujikata, Jun Ushida, Sunao Torii, Koichi Nose, Masayuki Mizuno, Hiroaki Yukawa, Masao Kinoshita, Nobuo Suzuki, Akiko Gomyo, Tsutomu Ishi, Daisuke Okamoto, Katsuya Furue, Toshihide Ueno, Tai Tsuchizawa, Toshifumi Watanabe, Koji Yamada, Sei-ichi Itabashi, Jun Akedo

    PROCEEDINGS OF THE IEEE   97 ( 7 ) 1186 - 1198  2009年07月  [査読有り]  [招待有り]

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    We describe a cost-effective and low-power-consumption approach for on-chip optical interconnection. This approach includes an investigation into architectures, devices, and materials. we have proposed and fabricated a bonded structure of an Si-based optical layer on a large-scale integration (LSI) chip. The fabricated optical layer contains Si nanophotodiodes for optical detectors, which are coupled with SiON waveguides using surface-plasmon antennas. Optical signals were introduced to the optical layer and distributed to the Si nano photodiodes. The output signals from the photodiodes were sent electrically to the transimpedance-amplifier circuitries in the LSI. The signals from the photodiodes triggered of the circuitries at 5 GHz. Since electrooptical modulators consume the most power in on-chip optical interconnect systems and require a large footprint, they are critical to establish on-chip optical interconnection. Two approaches are investigated: 1) an architecture using a fewer number of modulators and 2) high electrooptical coefficient materials.

    DOI

  • Photodetector Using Surface-Plasmon Antenna for Optical Interconnect

    Keishi Ohashi, Junichi Fujikata

    MRS Proceedings   1145   1145 MM01 05  2009年

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    We used a surface-plasmon antenna to obtain small photodetectors for LSI on-chip optical interconnection by using near-field light generated by the antenna. Such near-field devices are not constrained by the diffraction limit and they offer an approach to integrated nanoscale photonic devices. A small semiconductor structure is located near the antenna to absorb the nearfield light. This structure can be made as small as the Schottky depletion layer, so the separation between electrodes can be reduced to almost the size of the near-field region. We have demonstrated a “Si nano-photodiode” or plasmon photodiode that uses the near-field localized in a subwavelength region, which is usually relatively large in size because of the long absorption length for Si (~10 μm at a wavelength of ~800 nm). The Si nano-photodiode has a fast impulse response with a full-width at half-maximum of ~20 ps even when the bias voltage is small (~1 V or less). We demonstrated an on-chip optical interconnect chip to operate circuitry in an LSI chip by using waveguide-coupled Si nano-photodiodes.

    DOI

  • Low-loss Silicon Oxynitride Waveguides and Branches for the 850-nm-Wavelength Region

    Tai Tsuchizawa, Toshifumi Watanabe, Koji Yamada, Hiroshi Fukuda, Seiichi Itabashi, Junichi Fujikata, Akiko Gomyo, Jun Ushida, Daisuke Okamoto, Kenichi Nishi, Keishi Ohashi

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   47 ( 8 ) 6739 - 6743  2008年08月  [査読有り]

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    We developed silicon oxynitride (SiON) waveguides and branches working at around 850 nm wavelength for on-chip optical interconnection. SiON films were deposited by plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) and were very transmissive in this wavelength region. The propagation losses of fabricated waveguides were as low as 0.2-0.3 dB/cm. The branches are based on multimode interference (MMI) and exhibited excellent 3 dB characteristics. We also integrated a SiON waveguide with a Si nano-photodiode (PD) with a surface plasmon antenna. A large photocurrent of about 0.1 mA at a coupling length of only 10 mu m and a high-speed response of 17 ps were demonstrated for the waveguide-integrated Si nano-PD.

    DOI

  • Optical properties of Pb(Z-r,Ti)O-3 films prepared by aerosol deposition

    Hiroki Tsuda, Masafumi Nakada, Jun Akedo, Keishi Ohashi

    IEEE TRANSACTIONS ON ULTRASONICS FERROELECTRICS AND FREQUENCY CONTROL   55 ( 5 ) 975 - 979  2008年05月  [査読有り]

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    The optical properties and related band structure of ferroelectric lead zirconate titanate [PZT, Pb(Zr0.6Ti0.4)O-3] films prepared on glass substrates at room temperature by aerosol deposition were investigated. The reflectance and transmittance of the PZT films were measured in the wavelength range from UV to near-infrared. The measured optical spectra were analyzed using dielectric function models that describe optical transitions in the band gap region. Optical absorption of the as-deposited PZT films was found to be larger than that of the annealed PZT films in the near-infrared wavelength range. The analyzed results indicated that post-deposition annealing increased the band gap energy of the PZT films, corresponding to a decrease in optical absorption.

    DOI

  • Numerical study of near-infrared photodetectors with surface-plasmon antenna for optical communication

    Daisuke Okamoto, Junichi Fuilkata, Kenichi Nishi, Keishi Ohashi

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   47 ( 4 ) 2921 - 2923  2008年04月  [査読有り]

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    We propose an InP-based nanoscale metal - semiconductor - metal photodiode with a surface plasmon antenna composed of gold slit arrays for optical communication systems. Resonant modes of the surface plasmon antenna are numerically simulated by the finite-difference time-domain method, The calculation results suggest the advantage of the hybrid mode, which is produced by a Wood - Rayleigh anomaly mode and a vertical cavity mode. The hybrid mode enables a quantum efficiency of more than 50% when using a 250-nm-thick InGaAs absorption layer. A higher efficiency of about 95% can be achieved by combining a surface plasmon antenna with a distributed Bragg reflector consisting of 20 periods of quarter-wave InP/InGaAsP layers.

    DOI

  • LSIオンチップ光配線技術

    大橋啓之, 鈴木信夫, 西研一

    電子情報通信学会誌   91 ( 3 ) 201 - 206  2008年03月  [招待有り]

    担当区分:筆頭著者

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    光配線は伝送損や遅延が少なくかつ電磁雑音に強いという大きな利点を持つ。しかし,短距離の電気配線を光配線に置き換えるには,電気信号と光信号の変換素子が十分に小さくまたシリコンチップ上に集積可能なプロセスにより製造できるものである必要がある。ここでは,LSI上の光配線を目指して著者らが開発したSiON光導波路と結合したSiナノフォトダイオード,及びナノ結晶粒セラミックスを用いた超小型電気光学変調器を利用したオンチップ光配線について紹介する。

  • Waveguide-integrated Si nano-photodiode with surface-plasmon antenna and its application to on-chip optical clock distribution

    Junichi Fujikata, Koichi Nose, Jun Ushida, Kenichi Nishi, Masao Kinoshita, Takanori Shimizu, Toshihide Ueno, Daisuke Okamoto, Akiko Gomyo, Masayuki Mizuno, Tai Tsuchizawa, Toshifumi Watanabe, Koji Yamada, Seiichi Itabashi, Keishi Ohashi

    APPLIED PHYSICS EXPRESS   1 ( 2 ) 022001 - 022001  2008年02月  [査読有り]

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    We developed a waveguide-integrated Si nano-photodiode (PD) with a surface plasmon (SP) antenna for on-chip optical clock distribution. The interfacial periodic nano-scale metal-semiconductor-metal Schottky electrodes were shown to function as an SP optical antenna and also as an optical coupler between a SiON waveguide and a very thin Si-absorption layer. Furthermore, a very high speed response of 17 ps as well as enhanced photoresponsivity was achieved for a 10-mu m coupling length. By using this technology, we fabricated a prototype of a large-scale-integration (LSI) on-chip optical clock system and demonstrated 5 GHz of optical clock circuit operation connected with a 4-branching H-tree structure. (c) 2008 The Japan Society of Applied Physics.

    DOI

  • LSI on-chip optical interconnection with si nano-photonics

    Junichi Fujikata, Kenichi Nishi, Akiko Gomyo, Jun Ushida, Tsutomu Ishi, Hiroaki Yukawa, Daisuke Okamoto, Masafumi Nakada, Takanori Shimizu, Masao Kinoshita, Koichi Nose, Masayuki Mizuno, Thi Tsuchizawa, Toshifumi Watanabe, Koji Yamada, Sefichi Itabashi, Keishi Ohashi

    IEICE TRANSACTIONS ON ELECTRONICS   E91C ( 2 ) 131 - 137  2008年02月  [査読有り]  [招待有り]

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    LSI on-chip optical interconnections are discussed from the viewpoint of a comparison between optical and electrical interconnections. Based on a practical prediction of our optical device development, optical interconnects will have an advantage over electrical interconnects within a chip that has an interconnect length less than about 10 mm at the hp32-22 nm technology node. Fundamental optical devices and components used in interconnections have also been introduced that are small enough to be placed on top of a Si LSI and that can be fabricated using methods compatible with CMOS processes. A SiON waveguide showed a low propagation loss around 0.3 dB/cm at a wavelength of 850 nm, and excellent branching characteristics were achieved for MMI (multimode interference) branch structures. A Si nano-photodiode showed highly enhanced speed and efficiency with a surface plasmon antenna. By combining our Si nano-photonic devices with the advanced TIA-less optical clock distribution circuits, clock distribution above 10 GHz can be achieved with a small footprint on an LSI chip.

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  • Waveguide-integrated Si nano-photodiode with surface-plasmon antenna and its application to on-chip optical clock signal distribution

    Junichi Fujikata, Koichi Nose, Jun Ushida, Kenichi Nishi, Masao Kinoshita, Takanori Shimizu, Toshihide Ueno, Daisuke Okamoto, Akiko Gomyo, Masayuki Mizuno, Tai Tsuchizawa, Toshifumi Watanabe, Koji Yamada, Seiichi Itabashi, Keishi Ohashi

    2008 5TH IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON GROUP IV PHOTONICS   1 ( 2 ) 176 - 178  2008年  [査読有り]

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    We developed a waveguide-integrated Si nano-photodiode (PD) with a surface plasmon (SP) antenna for on-chip optical clock distribution. The interfacial periodic nano-scale metal-semiconductor-metal Schottky electrodes were shown to function as an SP optical antenna and also as an optical coupler between a SiON waveguide and a very thin Si-absorption layer. Furthermore, a very high speed response of 17 ps as well as enhanced photoresponsivity was achieved for a 10-mu m coupling length. By using this technology, we fabricated a prototype of a large-scale-integration (LSI) on-chip optical clock system and demonstrated 5 GHz of optical clock circuit operation connected with a 4-branching H-tree structure.

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  • シリコンベース光検出器

    大橋啓之, 藤方潤一

    光学   37 ( 1 ) 21 - 26  2008年01月  [招待有り]

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    Silicon-based photo-detectors are reviewed with emphasis on silicon photodiodes for on-chip integrated optoelectronics. A variety of device structure have been developed to obtain high-speed and high-efficiency response using silicon with relatively low optical-absorption coefficient. Optical resonators are useful for the high-speed silicon photodiodes to obtain small drift time by reducing the separation between electrodes. Surface-plasmon antenna adds other merits of small electric capacitance and efficient coupling between the waveguide and the active layer of a photodiode. These technologies make silicon photo-detectors operate at high-frequency at more than tens of GHz on a silicon chip.

  • Development of Nano-Photodiodes with a Surface Plasmon Antenna

    Kenichi Nishi, Junichi Fujikata, Tsutomu Ishi, Daisuke Okamoto, Keishi Ohashi

    LEOS 2007 - IEEE Lasers and Electro-Optics Society Annual Meeting Conference Proceedings     574 - 575  2007年10月

    担当区分:責任著者

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    Due to the localized optical near field caused by the SP effect, the response speeds and efficiencies of PDs can be improved. This means that Si nano-photodiodes can be fabricated with superior characteristics. As their footprint is quite small, they are suitable for on-chip optical wiring application on LSIs. Therefore, nano-PDs are expected to be used in telecommunication systems as well as for on-chip level optical interconnections.

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  • Ultra small magneto-optic field probe fabricated by aerosol deposition

    Mizuki Iwanami, Masafumi Nakada, Hiroki Tsuda, Keishi Ohashi, Jun Akedo

    IEICE ELECTRONICS EXPRESS   4 ( 17 ) 542 - 548  2007年09月  [査読有り]

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    The basic performance of a newly developed microscopic magneto- optic probe is described. The probe was fabricated by directly depositing a Bi- substituted yttrium iron garnet [ Bi- YIG] film onto the optical fiber edge using aerosol deposition. This fabrication process is inexpensive and simple because there are no complicated procedures such as. ne lithography and etching. The film is 125-mu m-wide, which is the same as the diameter of a typical single mode fiber, and approximately 10-mu m- thick. The 3-dB bandwidth and spatial resolution of the probe were found to be about 3 GHz and in the 10-mu m order, respectively. Because the developed magneto- optic probe is very tiny and thin, it can be a powerful tool for detailed electrical characterization of densely packaged electronic circuits.

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  • PLZT Electro-Optic Modulators on Si Substrates Using Aerosol Deposition for On-Chip Optical Interconnections

    T. Shimizu, M. Nakada, H. Tsuda, J. Akedo, K. Nishi, K. Ohashi

    2007 4th IEEE International Conference on Group IV Photonics    2007年09月

    担当区分:責任著者

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    We developed lanthanum modified lead zirconate titanate, (Pb,La)(Zr,Ti)O 3 (PLZT), electro-optic modulators on a Si substrate using aerosol deposition (AD) for on-chip optical interconnections. The modulator was designed as a 250×300 μm ring resonator with a 7 dB extinction ratio at 3 V p-p . We observed the optical transmission of a PZT waveguide and the transmission loss was as small as 4 dB/mm.

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  • 表面プラズモンを用いたシリコンフォトダイオード

    大橋啓之

    レーザー研究   35 ( 9 ) 572 - 576  2007年09月  [招待有り]

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    The concept of nano-photodiode, employing surface-plasmon antenna to create sub-wavelength size near-field, is described in relation to silicon photonics. Response time of the prototype silicon nano-photodiode was much shorter (~20 ps) than that of conventional silicon photodiodes (> 1 ns). There are two reasons for the high-speed response: short distance between electrodes (~100 nm) and small electrode area (1 square micrometer). The former is realized by lapping near-field region over depletion region (Schottky barrier) in silicon thereby eliminating time-consuming carrier diffusion process. The latter results in small electrode capacitance and thus reducing response time of the photodiode circuit. This nano-photodiode technology can be applied to other semiconductor materials such as germanium and ternary compound semiconductors.

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  • Optical Characteristics of a PZT Waveguide Fabricated Using Aerosol Deposition for Optical Modulators on LSI Chips

    T. Shimizu, M. Nakada, H. Tsuda, J. Akedo, K. Nishi, K. Ohashi

    2007 Sixteenth IEEE International Symposium on the Applications of Ferroelectrics    2007年05月

    担当区分:責任著者

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    We developed a lead zirconate titanate, Pb(Zr,Ti)O 3 (PZT), optical waveguide fabricated using aerosol deposition (AD). The device's optical transmission loss of about 4 dB/mm is comparable with that of AD film. The PZT optical waveguide can meet the requirements of optical modulators for low optical loss.

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  • エアロゾルデポジション法の電子デバイス応用

    中田 正文, 川上 祥広, 岩波 瑞樹, 大橋 啓之

    NEC技報   2 ( 1 ) 76 - 80  2007年03月  [査読有り]

    担当区分:最終著者

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    酸化物は多様な構造に起因する優れた機能を持ち化学的に安定なため、ユビキタス社会に必要とされる多岐にわたるデバイスの機能材料として期待されています。エアロゾルデポジション(AD)法は、超微粒子材料の衝突付着現象を利用したナノ結晶膜形成方法であり、酸化物膜を、基板材料を選ばずに形成することが可能です。 AD法の応用として圧電デバイスと光デバイスの開発を進めています。

  • Si nano-photodiode with a surface-plasmon antenna for SiON waveguide-integrated structure

    Junichi Fujikata, Jun Ushida, Daisuke Okamoto, Akiko Gomyo, Kenichi Nishi, Tai Tsuchizawa, Toshifumi Watanabe, Koji Yamada, Seiichi Itabashi, Keishi Ohashi

    2007 IEEE LEOS ANNUAL MEETING CONFERENCE PROCEEDINGS, VOLS 1 AND 2     929 - +  2007年  [査読有り]

    担当区分:責任著者

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    We developed a Si nano-photodiode with a surface plasmon (SP) antenna for a SiON waveguide-integrated structure. We showed that interfacial periodic nano-scale metal-semiconductor-metal Schottky electrodes function as an SP optical antenna and also as an optical coupler between a SiON waveguide and a very thin Si-absorption layer.

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  • Ultra small electro-optic field probe fabricated by aerosol deposition

    Mizuki Iwanami, Masafumi Nakada, Hiroki Tsuda, Keishi Ohashi, Jun Akedo

    IEICE ELECTRONICS EXPRESS   4 ( 2 ) 26 - 32  2007年01月  [査読有り]

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    We developed a microscopic electro-optic field probe by directly depositing a lead zirconate-titanate [PbZr0.3Ti0.7O3] film onto the optical fiber edge using aerosol deposition. Its fabrication process is low-cost and relatively easy because there are no complicated procedures such as. ne lithography and etching. The lateral size of the film is 125 mu m, which is the same as the diameter of a typical single mode fiber, and the thickness is approximately 5 mu m. An RF electro-optic signal was successfully measured over a microstrip line. The capability for detecting GHz range fields is also shown. Because it is very tiny and thin, the developed electro-optic probe has great potential for detailed electrical characterization in the microscopic regions of high performance electronic products such as the interconnecting parts between LSI packages and printed circuit boards and spaces among different LSI chips in a package.

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  • Aerosol deposition on transparent electro-optic films for optical modulators

    Masafumi Nakada, Hiroki Tsuda, Keishi Ohashi, Jun Akedo

    IEICE TRANSACTIONS ON ELECTRONICS   E90C ( 1 ) 36 - 40  2007年01月  [査読有り]

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    Complex thin oxide films with electro-optic (EO) properties are promising for use in advanced optical devices because of their large EO effect. We developed a method of aerosol deposition (AD) for fabricating EO films. The mechanism for AD is based on the solidification by impact of submicron particles onto a substrate. Since particles in AD films preserve their crystalline structure during the formation of film, epitaxial growth is not necessary for exhibiting the EO effect. Highly transparent Pb(Zr, Ti)O-3 films, which have acceptable transmittance loss for use as optical devices, were directly deposited on glass substrates by AD. We found the Pb(Zr, Ti)03 film by AD produced a fairly high EO coefficient (> 150 pm/V), approximately 10 times larger than that of LiNbO3. A Fabry-Perot (FP) optical modulator was developed with EO films fabricated by AD. We demonstrated the modulation of optical intensity with an electrical field applied to an EO film made of ferroelectric Pb (Zr, Ti)O-3.

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  • 次世代ネットワークや LSI を革新する Si ナノフォトニクス

    西研一, 賣野豊, 大橋啓之

    NEC技報   2 ( 1 ) 67 - 71  2007年01月  [査読有り]

    担当区分:責任著者

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    LSI を作製する最先端の技術を用いて、ナノレベルの微小構造によって光を制御する“Si ナノフォトニクス”は、従来の光素子と比べて桁違いの小型・低消費電力化を可能とし、また、これまで光による信号伝送は困難と考えられてきた、LSI内部への適用によって、LSI の高性能化までも可能とすることができます。このSiナノフォトニクス技術によって、NEC は次世代のネットワークや、LSIの革新に向けた新しいデバイスを実現しつつあります。

  • Ultra small fiber-optic electric field probe fabricated by aerosol deposition

    M. Iwanami, M. Nakada, H. Tsuda, K. Ohashi, J. Akedo

    2007 SIXTEENTH IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON THE APPLICATIONS OF FERROELECTRICS, VOLS 1 AND 2     828 - +  2007年  [査読有り]

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    We developed a microscopic electro-optic field probe by directly depositing a lead zirconate-titanate [PbZr0.3Ti0.7O3] film onto optical fiber edge using aerosol deposition. Its fabrication process is virtually self-aligning because there are no complicated procedures such as fine lithography and etching. The lateral size of the film pattern is 125 mu m, which is the same as the diameter of a typical single mode fiber, and the thickness is approximately 5 pm. An RF electro-optic signal was successfully measured over a microstrip line. The measurable bandwidth of the probe was over 2 GHz. Because it is very tiny and thin, the developed electro-optic probe has great potential for detailed electrical characterization in the microscopic regions of high performance electronic products such as the interconnecting parts between LSI packages and printed circuit boards and spaces among different LSI chips in a package.

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  • Optical properties of Pb(Zr,Ti)O-3 films prepared by aerosol deposition

    H. Tsuda, M. Nakada, J. Akedo, K. Ohashi

    2007 SIXTEENTH IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON THE APPLICATIONS OF FERROELECTRICS, VOLS 1 AND 2     823 - +  2007年  [査読有り]

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    Optical properties of Ferroelectric lead zirconate titanate [PZT, Pb(Zr,Ti)O-3] films prepared on glass substrates at room temperature by aerosol deposition (AD) were investigated. The reflectance and transmittance of PZT films were measured in the wavelength range from ultraviolet to near infrared. Optical absorption of as-deposited films was found to be larger than that of the annealed films in the near infrared wavelength range. The results analyzed using optical models with the measured spectra indicate that the band gap energy of the PZT film increases with annealing.

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  • Dielectric characteristics of PZT films prepared by aerosol deposition in millimeter wave range

    Masafumi Nakada, Keishi Ohashi, Hiroki Tsuda, Etsuo Kawate, Jun Akedo

    2007 SIXTEENTH IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON THE APPLICATIONS OF FERROELECTRICS, VOLS 1 AND 2     525 - +  2007年  [査読有り]

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    The dielectric properties of lead zirconate titanate [PZT, Pb(Zr0.3Ti0.7)O-3] films, prepared by aerosol deposition (AD), were measured in the millimeter wave and THz range. Millimeter wave spectroscopy was applied for measurement in the frequency range from 45 to 80 GRz, and far-infrared Fourier transform measurements from 120 GHz to 20 THz was carried out. Spectroscopic data were analyzed with combination of Debye model with a distribution of Debye relaxation frequencies and harmonic oscillators. We clearly observed that the Debye relaxation took place below several tens GHz for annealed AD films. Combination of millimeter wave and THz spectroscopy was effective measurement technique for dielectric properties of ferroelectric materials at over millimeter wave range.

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  • A silicon photonics approach for the nanotechnology era

    K. Ohashi, K. Nishi, T. Shimizu, M. Nakada, J. Fujikata, J. Ushida, A. Gomyo, T. Ishi, K. Nose, M. Mizuno, M. Kinoshita, N. Suzuki, D. Okamoto, H. Yukawa, T. Tsuchizawa, T. Watanabe, K. Yamada, S. Itabashi, J. Akedo

    2007 IEEE INTERNATIONAL ELECTRON DEVICES MEETING, VOLS 1 AND 2     787 - +  2007年  [査読有り]  [招待有り]

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    With the further scaling of feature size in the nanotechnology era, on-chip optical interconnection will be essential for meeting high-capacity data transmission needs. This paper describes a silicon photonics approach to achieving cost-effective and low-power-consumption on-chip optical interconnects, which includes the use of a small ceramic electro-optical modulator and a Si nano-photodiode coupled with a SiON/SiO2 waveguide, and discusses it in comparison with other approaches.

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  • Development of Miniturized Thin-Film Magnetic Field Probes for On-Chip Measurement

    N. Ando, N. Masuda, N. Tamaki, T. Kuriyama, M. Saito, S. Saito, K. Kato, K. Ohashi, M. Yamaguchi

    Journal of the Magnetics Society of Japan   30 ( 4 ) 429 - 434  2006年12月  [査読有り]

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    We developed thin-film magnetic field probes with a high spatial resolution aiming to obtain the absolute value of a high-frequency power current on an LSI chip. The spatial resolution was enhanced by miniaturizing the shielded loop coil, which is the detection part of the probe. The minimum outer size of the new coil is 50 x 22 μm. In taking measurements with the new probe over a 60-μm-wide microstrip line used as a device under test (DUT), we found that the probe output decreases by 6 dB at a distance of 40 μm. This value is less than half that of our previous probe, which was around 100 μm. In taking measurements with the new probe over 5-μm-wide microstrip lines used as a DUT, we found that the new probe achieved 10-μm-class high spatial resolution. This value is comparable to the typical width of global power lines on an LSI chip, which ranges from 10 μm to 100 μm. We estimated the configuration of the lines on an LSI chip that would enable the new probe to achieve a spatial resolution high enough to obtain the absolute value of a high-frequency power current on an LSI chip.

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  • Terahertz-wave near-field imaging with subwavelength resolution using surface-wave-assisted bow-tie aperture

    Kunihiko Ishihara, Keishi Ohashi, Tomofumi Ikari, Hiroaki Minamide, Hiroyuki Yokoyama, Jun-ichi Shikata, Hiromasa Ito

    APPLIED PHYSICS LETTERS   89 ( 20 ) 201120 - 201120  2006年11月  [査読有り]

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    We demonstrate the terahertz-wave near-field imaging with subwavelength resolution using a bow-tie shaped aperture surrounded by concentric periodic structures in a metal film. A subwavelength aperture with concentric periodic grooves, which are known as a bull's eye structure, shows extremely large enhanced transmission beyond the diffraction limit caused by the resonant excitation of surface waves. Additionally, a bow-tie aperture exhibits extraordinary field enhancement at the sharp tips of the metal, which enhances the transmission and the subwavelength spatial resolution. We introduced a bow-tie aperture to the bull's eye structure and achieved high spatial resolution (similar to lambda/17) in the near-field region. The terahertz-wave near-field image of the subwavelength metal pattern (pattern width=20 mu m) was obtained for the wavelength of 207 mu m. (c) 2006 American Institute of Physics.

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  • 金属微細構造による光透過率増大と光記録への応用

    藤方潤一, 石勉, 柳沢雅広, 大橋啓之

    レーザー研究   34 ( 5 ) 353 - 357  2006年05月  [招待有り]

    担当区分:最終著者

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    We reviewed on the enhanced photon-tunneling and the near-field enhancement effect for a metallic nanoscale aperture with a concentric surface plasmon resonance structure. About two-orders larger light transmission and an enhanced near-field were achieved by optimizing the grating structures. This enhanced near-field was applied to optical recording, and about 100-nm recorded patterns were successfully made on phase change media. This surface plasmon optics would open up the ultra-high-density recording technology.

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  • Optical Interconnect Technologies for High-Speed VLSI Chips Using Silicon Nanophotonics

    Keishi Ohashi, Junichi Fujikata, Masafumi Nakada, Tsutomu Ishi, Kenichi Nishi, Hirohito Yamada, Muneo Fukaishi, Masayuki Mizuno, Koichi Nose, Ichiro Ogura, Yutaka Urino, Toshio Baba

    Digest of Technical Papers ISSCC 2006 - IEEE International Solid-State Circuits Conference   49 ( 23.5 ) 426 - 427  2006年02月  [査読有り]

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    Optoelectronic and electrooptic elements are integrated on VLSI chips. The junction capacitance of a nano-photodiode is extremely low (<10aF), which permits a high load resistance to be used, resulting in higher output voltage at high frequencies. A ceramic Pb(,ZrTi)O3 film with average crystallite diameter below 20nm has a high electro-optical coefficient (>150pm/V) suitable for on-chip modulators. This paper introduces a new approach for realizing high-speed optical interconnects on silicon chips. This concept uses nano-photodiodes on silicon with extremely low parasitic capacitance (less than 10aF) enabling robust communication at very high frequencies. The results demonstrate 5GHz clocking with the promise of up to 20GHz. The authors will also discuss how the silicon nano-photodiode can be used for wavelength-division multiplexing and low-voltage electro-optic modulators for on-chip and off-chip optical communications.

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  • Silicon nano-photodiodes

    Keishi Ohashi, Junichi Fujikata, Tsutomu Ishi, Kenichi Nishi, Masayuki Mizuno, Koichi Nose, Kunihiko Ishihara, Toshio Baba

    2006 3RD IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON GROUP IV PHOTONICS     176 - +  2006年  [査読有り]

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    A high-speed, Si nano-photodiode with a surface plasmon antenna has been developed. The optical new-field technology used in this device will increase the feasibility of data transmission and optical clock distribution in LSIs.

  • Highly efficient surface-plasmon antenna and its application to si nano-photodiode

    Junichi Fujikata, Tsutornu Ishi, Daisuke Okamoto, Kenichi Nishi, Keishi Ohashi

    2006 IEEE LEOS ANNUAL MEETING CONFERENCE PROCEEDINGS, VOLS 1 AND 2     476 - +  2006年  [査読有り]

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    We report on a highly efficient surface plasmon (SP) antenna which consists of a nano-aperture surrounded by a concentric grating, and its application to a Si nano-photodiode. A very fast response of 20 ps was obtained for a nano-scale metal-semiconductor-metal photodiode combined with this SP antenna.

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  • Development and applications of a Si nano-photodiode with a surface plasmon antenna

    Keishi Ohashi, Junichi Fujikata, Tsutomu Ishi, Daisuke Okamoto, Kikuo Makita, Kenichi Nishi

    OPTOELETRONIC MATERIALS AND DEVICES, PTS 1 AND 2   6352   63521U 1 - 63521U 9  2006年  [査読有り]

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    We developed a nano-photodiode that confines and absorbs the sub-wavelength-size optical near field in small-scale silicon. A surface plasmon resonance antenna is used to enhance the near field in silicon. The response time of the nanophotodiodes is shorter than that of conventional photodiodes because the separation between anode and cathode and the size of the electrodes can be as small as one thousandth of that for conventional photodiodes. The full-width at half-maximum of the impulse response of the silicon nano-photodiode was as fast as similar to 20 ps even when the bias voltage was less than I V. This nano-photodiodc technology can be applied to other semiconductor materials Such as germanium and ternary compound semiconductors.

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  • プラズモン共鳴を用いた近接場光増強Siナノフォトダイオード

    大橋啓之, 藤方潤一, 石勉, 西研一, 馬場寿夫

    応用物理   74 ( 11 ) 1453 - 1457  2005年11月  [招待有り]

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    GHz台で応答する光電変換素子をSi材料主体のCMOS製造プロセスに適合させるために,筆者らは近接場光を利用したナノフォトダイオードを開発した。これは,素子表面に設けたプラズモン共鳴を生じるための金属製のアンテナとナノスケールの微小な受光部とを組み合わせることで,高速性と高感度特性を両立させた光電変換素子である。これら二つの特性が両立可能な受光素子は,VLSIの配線遅延問題解決に向けたチップ内光配線導入に必要である。ナノフォトダイオードは,高機能なエレクトロニクスと高伝送容量の光配線をつなぐ基本素子として期待される技術である。

  • Excitonic molecule in a quantum dot: Photoluminescence lifetime of a single InAs/GaAs quantum dot

    S Kono, A Kirihara, A Tomita, K Nakamura, J Fujikata, K Ohashi, H Saito, K Nishi

    PHYSICAL REVIEW B   72 ( 15 ) 155307 - 155311  2005年10月  [査読有り]

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    Time dependence of the photoluminescence (PL) attributed to the exciton and biexciton in a single InAs/GaAs quantum dot is investigated at 4.3 K with microscopic spectroscopy. Dynamical behavior of the PL decay and the excitation intensity dependence of the exciton and biexciton PL are analyzed by rate equations assuming a cascading recombination from the biexciton to exciton state. The analysis shows that the biexciton lifetime is longer than the exciton lifetime. The estimated ratio of the biexciton lifetime to the exciton lifetime shows a molecular nature of the biexciton in the large quantum dots compared with the exciton Bohr radius.

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  • Dielectric characteristics of ferroelectric films prepared by aerosol deposition in THz range

    M Nakada, K Ohashi, J Akedo

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF COMMUNICATIONS & REVIEW PAPERS   44 ( 9B ) 6918 - 6922  2005年09月  [査読有り]

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    The dielectric properties of lead titanate [PbTiO3] and lanthanum-modified lead zirconate titanate [PLZT, Pb0.91La0.09-(Zr0.65Ti0.35)O-3] films, prepared by aerosol deposition (AD), were measured in the frequency range from 100 GHz to 10 THz and in the kHz range. THz time-domain spectroscopy was applied for measurement in the wavenumber range from 4 cm(-1) to 70 cm(-1), and far-infrared Fourier transform measurements from 70 cm(-1) to 700 cm(-1) was carried out. We observed that the dielectric constants change smoothly from kHz to THz ranges for the as-deposited PbTiO3 film, indicating that the as deposited PbTiO3 film exhibits no dielectric dispersion due to domain wall motions. The value of the real part of the dielectric constants in the kHz range increased with annealing, suggesting the appearance of Debye relaxation by annealing. We found that the real parts of the dielectric constants of the AD-PLZT films in the kHz range were one order of magnitude smaller than those of bulk PLZT ceramics, while the dielectric responses in the THz range, which were determined by phonon modes, were comparable to those of bulk ceramic PLZT. The structure of AD-PLZT film, which consists of grains of about 20 nm in size, may affect the motion of polar nanoregions, resulting in a low dielectric response in the low frequency range.

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  • 銀デンドライトにおける表面増強ラマン散乱

    柳沢雅広, 齋藤美紀子, 和田恭雄, 大橋啓之, 中山景次

    表面科学   26 ( 9 ) 532 - 536  2005年09月

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    We have studied an indirect observation for surface plasmons on a variety of nano-structured surfaces by means of surface-enhanced Raman scattering (SERS). In this report, we find the ultrahigh Raman intensity image of the sputtered carbon film on silver dendrites. In order to estimate Raman enhancement on some topographic features, (A) smooth quartz substrates without silver film, (B) smooth quartz substrates with silver film of 300 nm in thickness, (C) silver protrusions of 50 nm in the tip diameter, and (D) silver dendrites were prepared. The maximum Raman intensity of G-band and D-band for the case (D) is 88,000 times larger than that on the flat glass substrates (case(A)). The relative enhancement is 5 times for the case (B) and 400 times for the case (C). In the case (D), some strong Raman scattering points, so called "hot spots" were observed at around the region of 500 nm in the dendrite structure, where the electric field intensity can be enhanced by local plasmons.

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  • Optical and electro-optical properties of Pb(Zr,Ti)O-3 and (Pb,La)(Zr,Ti)O-3 films prepared by aerosol deposition method

    Masafumi Nakada, Keishi Ohashi, Jun Akedo

    JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH   275 ( 1-2 ) E1275 - E1280  2005年02月  [査読有り]

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    We deposited high-transparency, lanthanum-modified lead zirconate titanate [PLZT, Pb0.91La0.09(Zr0.65Ti0.35)O-3] films, using an aerosol deposition method. The films showed an acceptable scattering loss level for optical devices. The transmittance of the PLZT films increased with the incident angle increase of the PLZT particle beams, because the concentration and size of the impurities, such as pores and PbO particles, decreased with the incident angle. The extinction coefficient of the highly transparent films decreased with the inverse fourth power of the wavelength, which means that the degradation of the film transmittance was due to Rayleigh scattering. This indicates that the sizes of the scattering centers in the films are at least ten times smaller than the measurement wavelength, which is consistent with the TEM observations of the sizes of the crystal grains and impurities. Lead zirconate titanate [PZT, Pb(Zr0.54Ti0.46)O-3] films were also successfully deposited with a high transparency, although the PZT bulk ceramics are opaque due to optical anisotropy. Linear and quadratic electro-optical responses were observed for PZT and PLZT films, consistent with the expected bulk properties. The electro-optical coefficients were comparable to those of films deposited using conventional methods, such as the sol-gel and sputtering methods. (c) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

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  • Time-resolved photoluminescence measurement of exciton and biexciton in an InAs/GaAs single quantum dot

    Shunsuke Kono, Akihiro Kirihara, Akihisa Tomita, Kazuo Nakamura, Kenichi Nishi, Hideaki Saito, Junichi Fujikata, Keishi Ohashi

    IQEC, International Quantum Electronics Conference Proceedings   2005   259 - 260  2005年  [査読有り]

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    Dynamical behaviors of the exciton and biexciton luminescence at the wavelength of 1.18 μ from an InAs/GaAs single quantum dot are studied at 4.3 K. The rate equation analysis on the luminescence decays shows that the biexciton lifetime is longer than the exciton lifetime. The estimated lifetimes reflect molecular nature of the biexciton in the single quantum dot.

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  • Large optical transmission through a single subwavelength hole associated with a sharp-apex grating

    T Ishi, J Fujikata, K Ohashi

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 2-LETTERS & EXPRESS LETTERS   44 ( 1-7 ) L170 - L172  2005年  [査読有り]

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    The effect of grating shapes on optical transmission in a bull's eye structure (a single subwavelength hole surrounded by a concentric grating in a metal) is discussed. Finite-difference time-domain calculations predict that a sharp-apex shape gives as high a reflective structure to the propagating surface plasmon polaritons (SPPs) as does a rectangular shape. Fabricated samples with a sharp-apex grating actually show large optical transmission (a factor of 400 greater than that of samples with a single hole) even when the number of corrugations is three. This result indicates that a sharp-apex grating acts as an effective SPP reflector to confine the energy around the hole, resulting in high optical throughput.

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  • Si nano-photodiode with a surface plasmon antenna

    T Ishi, J Fujikata, K Makita, T Baba, K Ohashi

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 2-LETTERS & EXPRESS LETTERS   44 ( 12-15 ) L364 - L366  2005年  [査読有り]

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    Nano-photodiodes with a subwavelength active area using the optical near-field enhanced by surface plasmon resonance are proposed. We fabricated a Si Schottky photodiode that consists of an active area of 300 nm in diameter and a surface plasmon antenna to generate the carrier within the active area efficiently. The fabricated photodiode shows an increase of the photocurrent by several tenfold compared to that without a surface plasmon antenna. This result suggests an enhanced photogeneration of carriers in a semiconductor via surface plasmon resonance. Such a Si nano-photodiode is a potential high-speed optical signal detector because the opto-electronic conversion process occurs within a subwavelength scale.

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  • Terahertz wave enhanced transmission through a single subwavelength aperture with periodic surface structures

    K Ishihara, G Hatakoshi, T Ikari, H Minamide, H Ito, K Ohashi

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 2-LETTERS & EXPRESS LETTERS   44 ( 28-32 ) L1005 - L1007  2005年  [査読有り]

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    We demonstrate resonantly enhanced transmission of terahertz (THz) wave radiation (gimel similar to 200 mu m) through a bull's eye structure (a single subwavelength aperture surrounded by concentric periodic grooves in a metal plate). The phenomenon is caused by the resonant excitation of surface waves, which are known as surface plasmon polaritons in the optical region, generated by the concentric periodic grooves. Strongly enhanced transmission of THz-wave radiation is observed through the single subwavelength circular aperture (diameterd = 100 mu m). We also show that introducing the Bragg reflector to the bull's eye structure results in the further increase of the enhanced transmission.

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  • Strong influence of surface structures on enhanced transmission through subwavelength hole arrays

    K Ishihara, K Ohashi

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 2-LETTERS & EXPRESS LETTERS   44 ( 28-32 ) L973 - L975  2005年  [査読有り]

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    We analyzed the influence of the surface structure on enhanced transmission through subwavelength hole arrays. The hole arrays show extremely large enhanced transmission, but the transmission rapidly decreases as the hole diameter decreases. To clarify the cause of the transmission decrease, we calculated the dimple arrays and found that the diameter of the dimple strongly influences the efficiency of surface plasmon polaritons (SPPs) excitation. We show that the addition of the optimized surface structure to conventional hole arrays for the efficient SPP excitation leads to strongly enhanced transmission in much smaller diameter holes than the incident light wavelength.

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  • Terahertz near-field imaging using enhanced transmission through a single subwavelength aperture

    K Ishihara, T Ikari, H Minamide, J Shikata, K Ohashi, H Yokoyama, H Ito

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 2-LETTERS & EXPRESS LETTERS   44 ( 28-32 ) L929 - L931  2005年  [査読有り]

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    We demonstrate terahertz (THz) near-field imaging using resonantly enhanced transmission of THz-wave radiation (lambda - 200 mu m) through a bull's eye structure (a single subwavelength aperture surrounded by concentric periodic grooves in a metal plate). The bull's eye structure shows extremely large enhanced transmission, which has the advantage for a single subwavelength aperture. The spatial resolution for the bull's eye structure (with an aperture diameter d = 100 mu m) is evaluated in the near-field region, and a resolution of 50 mu m (corresponding to lambda/4) is achieved. We obtain the THz near-field images of the subwavelength metal pattern with a spatial resolution below the diffraction limit.

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  • Electro-optic properties of Pb(Zr1-xTix)O-3 (X=0, 0.3, 0.6) films prepared by aerosol deposition

    M Nakada, K Ohashi, J Akedo

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 2-LETTERS & EXPRESS LETTERS   44 ( 33-36 ) L1088 - L1090  2005年  [査読有り]

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    We measured annealing temperature and the Zr-to-Ti concentration ratio dependence of the electro-optic (EO) effect for highly transparent Pb(Zr1-xTix)O-3 [PZT] films more than 1 mu m thick, directly deposited on glass substrates by aerosol deposition (AD). X-ray diffraction patterns show that as-deposited AD films have a large strain and lattice distortions, and these affects can be attenuated by increasing annealing temperature. The dielectric constant of AD-PZT films increased with annealing temperature, which is consistent with the X-ray diffraction measurement. The EO effect was enhanced with increasing Zr concentration, and a linear EO coefficient (r(c)) of 102 pm/V was obtained for the PbZr0.6T0.4O3 film annealed at 600 degrees C, whose composition is near its morphotropic phase boundary. The r(c) of PbZr0.6T0.4O3 films increased with annealing temperature, and the film annealed at 850 degrees C showed an r(c) of 168 pm/V. The EO measurements show that AD is a highly promising film-deposition method for optical devices such as EO modulators and optical switches.

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  • Fabry-Perot optical modulator fabricated by aerosol deposition

    Masafumi Nakada, Keishi Ohashi, Hiroki Tsuda, Jun Akedo

    Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering   6050   605004  2005年  [査読有り]

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    We developed a Fabry-Perot (FP) optical modulator with electro-optic (EO) films fabricated by aerosol deposition (AD). We found the ferroelectric Pb(Zr,Ti)O3 film by AD produced a fairly high EO coefficient (&gt
    150 pm/V), approximately 10 times larger than that of LiNbO3. Since thick EO films greater than 5 μm can be deposited on a transparent electrode layer or a metallic mirror layer of the FP optical modulator by AD, the FP optical modulator can achieve low capacitance, resulting in high modulation speed. Transmittance spectra of the FP optical modulator coincided with the optical simulation spectra, which indicated that optical scattering in AD films and at the surface/boundary were very small. We demonstrated an optical intensity modulation with applied electric field to EO film of ferroelectric Pb (Zr, Ti)O3. We obtained a 4-dB modulation with 50 V for the 10-μm-thick modulator with dielectric multilayer mirror on a glass substrate.

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  • Surface Plasmon Enhancement Effect and Its Application to Near-Field Optical Recording

    J. Fujikata, T. Ishi, H. Yokota, K. Kato, M. Yanagisawa, M. Nakada, K. Ishihara, K. Ohashi, T. Thio, R. A. Linke

    Transactions of the Magnetics Society of Japan   4 ( 4 2 ) 255 - 259  2004年11月  [査読有り]

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    We studied on enhanced photon-tunneling and the near-field enhancement effect for a nano-scale aperture with a concentric surface plasmon resonance structure. About two-orders larger light transmission and an enhanced near-field were achieved by optimizing the grating structures. This enhanced near -field was applied to optical recording, and about 100 -nm recorded patterns were successfully made on phase change media. This surface plasmon optics would open up the ultra-high-density recording technology.

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  • Electro-optical properties and structures of (Pb, La)(Zr, Ti)O-3 and PbTiO3 films prepared using aerosol deposition method

    M Nakada, K Ohashi, J Akedo

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS SHORT NOTES & REVIEW PAPERS   43 ( 9B ) 6543 - 6548  2004年09月  [査読有り]

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    The electro-optical (EO) properties, film structures and far-infrared spectra were measured for lanthanum-modified lead zirconate titanate [PLZT, Pb-0.91 La-0.09(zr(0.65)Ti(0.35))O-3] and lead titanate [PT, PbTiO3] films, prepared by the aerosol deposition (AD) method. The EO response appeared for AD films annealed at over 500 C, and increased as the annealing temperature increased. Downward shifts of the diffraction peaks, compared with diffraction peak positions of the corresponding to powders, were observed for as-deposited PUT films in X-ray diffraction patterns of theta-2theta scans. The (200) peaks shifted to higher angles with increasing X-ray incidence angle to the film surface, indicating that the peak shifts were caused by lattice distortion induced by in-plane compressive stress. The (200) peaks shifted to the powder position when annealed at 600 C, which means that the annealing can relax the residual stress. Far-infrared spectroscopy measurements of reflectivity and transmittance were carried out on the PUT and the PT powders and films, and the IR spectra of PT films were analyzed using the classical damped harmonic oscillator models to determine the oscillation parameters. We observed LO mode degradation and the broadening of the dielectric function peaks on the AD films. The frequencies of the E (1TO) soft-phonon mode of the annealed PT films were shown to have downward shifts of over 20cm(-1), compared with those of bulk ceramics and single crystals, suggesting that the AD may have induced a microscopic lattice degradation in the PT films, which may be responsible for the small EO response.

    DOI

  • Electro-optical properties and structures of (Pb, La)(Zr, Ti)O-3 and PbTiO3 films prepared using aerosol deposition method

    M Nakada, K Ohashi, J Akedo

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS SHORT NOTES & REVIEW PAPERS   43 ( 9B ) 6543 - 6548  2004年09月  [査読有り]

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    The electro-optical (EO) properties, film structures and far-infrared spectra were measured for lanthanum-modified lead zirconate titanate [PLZT, Pb-0.91 La-0.09(zr(0.65)Ti(0.35))O-3] and lead titanate [PT, PbTiO3] films, prepared by the aerosol deposition (AD) method. The EO response appeared for AD films annealed at over 500 C, and increased as the annealing temperature increased. Downward shifts of the diffraction peaks, compared with diffraction peak positions of the corresponding to powders, were observed for as-deposited PUT films in X-ray diffraction patterns of theta-2theta scans. The (200) peaks shifted to higher angles with increasing X-ray incidence angle to the film surface, indicating that the peak shifts were caused by lattice distortion induced by in-plane compressive stress. The (200) peaks shifted to the powder position when annealed at 600 C, which means that the annealing can relax the residual stress. Far-infrared spectroscopy measurements of reflectivity and transmittance were carried out on the PUT and the PT powders and films, and the IR spectra of PT films were analyzed using the classical damped harmonic oscillator models to determine the oscillation parameters. We observed LO mode degradation and the broadening of the dielectric function peaks on the AD films. The frequencies of the E (1TO) soft-phonon mode of the annealed PT films were shown to have downward shifts of over 20cm(-1), compared with those of bulk ceramics and single crystals, suggesting that the AD may have induced a microscopic lattice degradation in the PT films, which may be responsible for the small EO response.

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  • 情報ストレージ高密度化および高速化のための薄膜磁気ヘッドに関する研究

    大橋啓之

    名古屋大学学位論文    2004年06月

    担当区分:筆頭著者

  • 表面プラズモン共鳴による近接場光の増強

    大橋啓之, 藤方潤一, 石勉, 石原邦彦, 柳沢雅広, 中田正文, 横田均

    日本応用磁気学会誌   28 ( 6 ) 774 - 780  2004年06月  [招待有り]

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    This paper discusses a technology for enhancing near-field light by controlling surface plasmons. Near-field light is effective for creating a very small heat spot, since it is localized at surface of a material. The resonance of surface plasmons at a metalsurface can control the distribution of the intensity of the nearfield. A concentric ring structure on a silver metal film was investigated as a plasmon-enhancement structure for high-density recording devices. Far-field measurements showed that the transmitted light was enhanced by a factor of 125. A hard-disk-drive-type head with a ring-type surface plasmon ebhancement structure and a hole 100 nm in diameter was fabricated. The head generated near-field light at least a hundred times as strong as that generated by a simple hole 100 nm in diameter.

    CiNii

  • Miniaturized thin-film magnetic field probe with high spatial resolution for LSI chip measurement

    N Ando, N Masuda, N Tamaki, T Kuriyama, S Saito, K Kato, K Ohashi, M Saito, M Yamaguchi

    2004 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY, SYMPOSIUM RECORD 1-3   2   357 - 362  2004年  [査読有り]

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    It is important to obtain the absolute value of current flowing through each power line on a chip of large-scale integrated (LSI) circuits by measurement because this current on an LSI chip is regarded as conductive noise. We have developed a thin-film magnetic field probe that has spatial resolution high enough to obtain the absolute value of high-frequency power current on an LSI chip. Spatial resolution was enhanced by miniaturizing the shielded loop coil, the detection part of the probe. The outer size of the new coil is 50 x 22 mum. In taking measurements with the new probe over a 60-mum-wide microstrip line used as a device under test (DUT), we obtained a 6-dB decrease point of 40 mum, which indicates the spatial resolution of the probe. This value is comparable to the typical width of power lines on an LSI chip, around 50 mum and is less than half that of our conventional probes, around 90 mum. In measurements with the new probe over an LSI chip, we obtained such a fine magnetic near-field distribution that the magnetic fields generated from the lines on the chip were separated. On-chip decoupling was also confirmed by using the new probe. The new probe enables direct verification of a circuit design for suppressing electromagnetic interference (EMI), while conventional coarse mapping of the magnetic near-field cannot be used to evaluate such conductive noise.

  • Electro-optical properties of (Pb, La)(Zr, Ti)O-3 films prepared by aerosol deposition method

    M Nakada, K Ohashi, M Lebedev, J Akedo

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS SHORT NOTES & REVIEW PAPERS   42 ( 9B ) 5960 - 5962  2003年09月  [査読有り]

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    Electro-optically active and highly transparent lanthanum-modified lead zirconate titanate [PLZT, Pb0.91La0.09(Zr0.65Ti0.35)O-3] films over 1 mum thick were deposited directly on glass substrates using an aerosol deposition method. An optical transmittance of 70% at the wavelength of 800 nm was obtained for a 4.5-mum-thick PLZT film with a reflection loss of 20% at the film and substrate, surfaces. A quadratic electro-optical response with a slim loop was, observed, consistent with the expected bulk response. The quadratic electro-optical coefficient was 2.5 x 10(-18) m(2)/V-2, comparable to that of films deposited on buffer layers using a sol-gel method. These results indicate that aerosol deposition provides a superior method for depositing the layers of optical devices.

    DOI

  • Enhanced nonlinear optical conversion from a periodically nanostructured metal film

    A Nahata, RA Linke, T Ishi, K Ohashi

    OPTICS LETTERS   28 ( 6 ) 423 - 425  2003年03月  [査読有り]

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    We demonstrate an similar to10(4) increase in conversion efficiency for optical second-harmonic generation (SHG) from a periodically nanostructured metal structure consisting of a single subwavelength aperture in a thin silver film surrounded by a set of concentric surface grooves. The forward-transmitted second-harmonic radiation from this structure is measured relative to that from an identical aperture with no surrounding surface periodicity: We explain the observed SHG enhancement quantitatively in terms of a measured 120x increase in the strength of the fundamental radiation in the vicinity of the-aperture resulting from the periodic nanostructuring. (C) 2003 Optical Society of America.

    DOI

  • Influence of carbon inclusion on properties of electrodeposited CoNiFeMo thin films

    T Yokoshima, A Kawashima, T Nakanishi, T Osaka, M Saito, K Ohashi

    MAGNETIC MATERIALS, PROCESSES, AND DEVICES VII AND ELECTRODEPOSITION OF ALLOYS, PROCEEDINGS   2002 ( 27 ) 365 - 375  2003年  [査読有り]

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    An application of electrodeposited CoNiFeMoC soft magnetic thin films, which have high saturation magnetic flux density and high resistivity, to the magnetic recording head was investigated. Because the ductility of the CoNiFeMoC films was low, the head core using the CoNiFeMoC films was difficult to be prepared without being cracked. The ductility of CoNiFeMoC films was improved by the addition of saccharin in the bath which lowered carbon content of the films. By using such ductility-enhanced CoNiFeMoCS thin films, the structure of the magnetic recording head was successfully fabricated with no cracks.

  • Electrodeposition conditions of CoNiFe films, crystal structure, and evaluation of magnetic moments

    M Saito, K Ohashi

    MAGNETIC MATERIALS, PROCESSES, AND DEVICES VII AND ELECTRODEPOSITION OF ALLOYS, PROCEEDINGS   2002 ( 27 ) 241 - 253  2003年  [査読有り]

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    Cathodic polarization analyses was performed to investigate the shift of the fcc-bcc phase boundary and the change in the bee phase ratio in mixed phase for electroplated CoNiFe films. The electroplating conditions that reduced the ratio of the bee phase in the films were a larger over potential and a smaller cathodic current. The electro-deposition conditions that the fcc-bcc phase boundary shifted to the fcc-rich region were strongly related to an initial deposition rate of Fe atoms. This result is similar to that observed in rapidly quenched CoNiFe. In order to investigate the magnetic moments per atom, film density and Bs were evaluated. The magnetic moments per atom of Fe, Co and Ni were found to be nearly 3.0, 2.0 and 1.0 muB, respectively.

  • Evaluation of the crystal structure, film properties, and B-s of electroplated CoNiFe films

    M Saito, N Ishiwata, K Ohashi

    JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY   149 ( 12 ) C642 - C647  2002年12月  [査読有り]

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    The factors which affect the saturation magnetic flux density (B-s) of electroplated CoNiFe films were investigated and the results are reported. The Fe composition, the ratio of body-centered cubic (110) to face-centered cubic (111) peak intensity (R-b), and the density were found to affect the B-s of the films. The B-s increased when the R-b, Fe composition, and the density were increased; we found that a larger grain size and fewer impurities produced a higher density film. It was determined that the suppression of the impurities and the increased grain size led to the high film density and high B-s. (C) 2002 The Electrochemical Society.

    DOI

  • ナノストレージ技術とめっき:Co-Fe-Niの巨大な磁気モーメント

    大橋啓之

    電気化学および工業物理化学   70 ( 11 ) 884 - 888  2002年11月  [招待有り]

    担当区分:筆頭著者

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    HDD 用ヘッドの磁気コア材料には長い間パーマロイ(Ni-Fe)めっき膜が使われてきた.最近著者らが開発したCo-Fe-Ni めっき膜は,パーマロイの2倍の飽和磁化を
    持つ新しい材料として最先端のHDD に使われ始めている.ここでは,このCo-Fe-Ni を中心として,ソフト磁性材料のめっき条件と磁気モーメントなどの磁気物性との関係についての最近の研究結果を紹介する.

  • Read/write characteristics of focused-ion-beam-etched heads for perpendicular magnetic recording media

    S Tsuboi, H Matsutera, T Ishi, N Ishiwata, K Ohashi

    JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS   235 ( 1-3 ) 375 - 381  2001年10月  [査読有り]

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    The read/write characteristics for perpendicular magnetic recording media of focused-ion-beam (FIB)-etched recording heads were investigated. It was found that the trailing edge of an FIB-etched head produces a higher gradient in the magnetic field perpendicular to the medium than a head which has not been etched. The signal-to-noise ratio of the medium increased with the FIB-etched write gap. A high-Bs and thin pole increased the magnetic field's gradient in the perpendicular direction, resulting in excellent read/write characteristics. (C) 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

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  • Thermal asperity of TMR heads for removable disk drives

    K Ohashi, A Sato, K Ishihara, T Matsubara, T Mitsuzuka, H Tsuge, N Ishiwata

    IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS   37 ( 4 ) 1919 - 1921  2001年07月  [査読有り]

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    The thermal asperity of the tunneling magnetoresistive (TMR) head was studied using Zip-type flexible media, and compared with that of the anisotropic magnetoresistive (AMR) head. The examined head had a shielded structure with the TMR element close to the air bearing surface. Nevertheless, it generated relatively small thermal asperity even when the mechanical spacing between the head and medium was less than 20 nm, at which large and frequent thermal asperity was observed when the AMR head was used. Such relatively small thermal asperity of the TMR head is attributed mainly to the small low-temperature coefficient of the electric resistivity of the TMR element.

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  • Structural and magnetic properties of high saturation induction CoNiFe electroplated films

    N Ohshima, M Saito, K Ohashi, H Yamamoto, K Mibu

    IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS   37 ( 4 ) 1767 - 1769  2001年07月  [査読有り]

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    The structure and saturation induction (B-s) of Co90-xNi10Fex (8 less than or equal to x less than or equal to 40) electroplated films have been studied with a view to their use as high-density write-core materials. The B-s of the films were slightly larger than those of CoNiFe powders and were increased into the 1.8 to 2.1 T range by controlling the Fe composition and the amount of bee phase. The latter was achieved by controlling the plating conditions, i.e., the current density and bath temperature. The hyperfine field of the films was about 34 T, slightly larger than that of the powders (33 T), suggesting that their magnetic moments were slightly larger than those of equivalent bulk alloys. The B-s values were increased by increases of the amount of bee phase relative to the equilibrium phase with increasing the magnetic moments. A band calculation showed that the bee phase had a larger magnetization than the fee phase although the difference between the total energies of the two phases was fairly small. This confirmed our results.

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  • Read performance of tunneling magnetoresistive heads

    K Ishihara, M Nakada, E Fukami, K Nagahara, H Honjo, K Ohashi

    IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS   37 ( 4 ) 1687 - 1690  2001年07月  [査読有り]

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    We discuss the read performance, including the off-track performance and noise characteristics, of TMR heads. A vortex-like sense current field in TMR heads creates insensitive zones in the free layer and affects the output voltage and effective read width. The 1/f noise in the MHz-order frequency range was observed. To achieve a low-noise TMR head for high-density recording with small junction area, a high-quality thin ba. a key to obtaining low 1/f noise, as well as small R (.) A products to reduce the shot noise.

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  • Low resistance magnetic tunnel junctions and their interface structures

    J Fujikata, T Ishi, S Mori, K Matsuda, K Mori, H Yokota, K Hayashi, M Nakada, A Kamijo, K Ohashi

    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   89 ( 11 ) 7558 - 7560  2001年06月  [査読有り]

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    Effects of interface structure and oxidation state were studied in stacked magnetic tunnel junction (MTJ) structures with top and bottom antiferromagnetic layers to obtain optimum resistance and high tunneling magnetoresistance (TMR) ratios for read heads. The roughness of the NiFe surface and the Al coverage were significantly improved by introduction of O-2 surfactant gas on the Ta-seed-layer surface, which increased TMR ratios of the MTJ with low resistance area (RA) products of less than 10 Ohm mum(2). Furthermore, it was found that avoidance of Ni oxidation and Co oxidation at the tunnel barrier interface is essential to obtaining high TMR ratios, and that a good Al coverage and Fe-oxide formation may enhance TMR ratios when Fe-rich magnetic materials are used. For the top-type and bottom-type structures, a TMR ratio of 12%-17% with RA products of 6-7 Ohm mum(2) was obtained, which provides sufficient performance for read heads. (C) 2001 American Institute of Physics.

    DOI

  • 超小型コアヘッドによる高周波磁気記録

    大橋啓之, 石綿延行, 本庄弘明, 石勉, 野中義弘, 鳥羽環, 斉藤信作

    日本応用磁気学会誌   25 ( 6 ) 1316 - 1321  2001年06月

    担当区分:筆頭著者

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    Magnetic recording heads with a high-moment Co-Ni-Fe core are examined. Saturation flux density Bs of the core is 2.0 T. Good high-frequency write performance up to 500 MHz is obtained by reducing the core length to less than 10 um. Excellent write performance of narrow (0.55 um) pole tip head is also confirmed with high coercivity of a 480 kA/m (6000 Oe) medium. Finally, simulation results for higher-density and higher-speed magnetic recording are discussed.

    CiNii

  • 高速・大容量磁気ヘッド技術

    石綿延行, 本庄弘明, 藤方潤一, 石勉, 中田正文, 大橋啓之

    NEC技報   54 ( 6 ) 41 - 44  2001年06月

    担当区分:最終著者

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    ネットワーク社会を前進させる上で,データセンタに代表される高速で大容量なストレージシステムは,ますますその重要性を増し市場を拡大させています。これを実現するためのストレージデバイスとして,ハイエンド高速HDDは中心的な役割を果たしてきています。HDDは近年,ディスク回転数の高速化と,GMRヘッドというコア技術により,データ転送速度においては年率40%,記憶容量としては実に年100%の勢いで性能を向上させてきました。この性能を今後も継続的に向上させるために,NECでは世界に先駆けて,高速高密度磁気記録再生を実現するコア技術として,超小型CoNiFe記録,TMR再生による磁気ヘッド技術を開発しました。

  • The Effect of Preparation Conditions on The Magnetic Properties of Electroplated High-Bs CoNiFe Films

    M. Saito, N. Ishiwata, K. Ohashi

    ECS Proceeding; Magnetic Materials, Processes, and Devices VI   PV 2000-29   185 - 196  2001年  [査読有り]

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    We have developed a high-speed, high-density recording head by using an electroplated CoNiFe film having a saturation induction (Bs) of 2 T. The film has a bcc-fcc mixed crystallographic phase, which provides it with good soft magnetic properties. We investigated the relationship between the properties of CoNiFe films and the consitions of their electrodeposition, and we found that a low coercivity (Hc) of less than 0.16 kA/m (2 Oe) and a low magnetostriction were obtained when the bcc ratio in the films was decreased. We also found that Bs increased with an increase in the bcc/fcc phase ratio in the filoms. Electroplating at a bath temperature of less than 20 degree C and with a high current density (15 mA/cm2) was effective in increasing the bcc/fcc phase ratio in the film.

  • Low-resistance tunnel magnetoresistive head

    K Ohashi, K Hayashi, K Nagahara, K Ishihara, E Fukami, J Fujikata, S Mori, M Nakada, T Mitsuzuka, K Matsuda, H Mori, A Kamijo, H Tsuge

    IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS   36 ( 5 ) 2549 - 2553  2000年09月  [査読有り]

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    A tunnel magnetoresistive (TMR) head with a low resistance of about 30 Omega and effective track width of 1.4 mum was fabricated using an in situ natural oxidation (ISNO) technique. Its read-output was almost the same as that expected from test elements at the wafer level. We found no large difference in noise voltages between TMR head and GMR head when their resistance was about 30 Omega. A very low-resistivity TMR element with a resistance-area product of 14 Omega . mum(2) and a fairly high DeltaR/R of 14% was also developed using ISNO, A signal-to-noise ratio consideration suggests that such low resistance is a key to TMR heads for high recording densities.

    DOI

  • Co-Ni-Fe Write Heads with a 10-μm Yoke Length for High-Speed Recording

    Y. Nonaka, H. Honjo, T. Toba, S. Saito, T. Ishi, M. Saito, N. Ishiwata, K. Ohashi

    IEEE Transactions on Magnetics   36 ( 5 ) 2514 - 2516  2000年09月  [査読有り]

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    We have developed a Co-Ni-Fe write head with a short yoke length for high-speed recording. By reducing the yoke length to 9.5 um, the eddy currents induced in a yoke with a relatively low resistivity (0.2 micro Ohms/m) were reduced. The head of this short yoke had good write performance for a medium with a coercivity of 400 kA/m (5000 Oe) at frequencies up to 250 MHz (the overwrite less than -30 dB, and nonlinear transition shift less than 7%.

    DOI

  • Mo共析による高Bs高r CoNiFe系電析薄膜の作成

    曽川禎道, 川島麻子, 横島時彦, 中西卓也, 南孝昇, 逢坂哲彌, 大橋啓之

    日本応用磁気学会誌   24 ( 4 2 ) 699 - 702  2000年04月  [査読有り]

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    Addition of a complexing agent and/or Na2MoO4 to the bath was investigated with a view to increasing the resistivity of CoNiFe soft magnetic thin films. Results showed that the electrical resistivity of CoNiFe thin films was increased by addition of a complexing agent such as sodium tartrate and sodium citrate. These films contained a small amount of carbon of 1 to 2 at%. The addition of Na2MoO4 also resulted in an increase in resistivity of CoNiFe thin films. This Co59Ni12Fe26Mo1C2 thin film had the following properties: Bs = 1.8 T, Hc = 1.6 Oe, ρ = 129 μΩcm.

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  • 高Bs記録ヘッドによる高保磁力媒体への記録特性

    野中義弘, 鳥羽環, 斉藤信作, 本庄弘明, 石勉, 石綿延行, 大橋啓之

    日本応用磁気学会誌   24 ( 4 2 ) 355 - 358  2000年04月  [査読有り]

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    A magnetic recording head with a Co-Ni-Fe/Ni-Fe composite write pole was designed. The saturation induction Bs of Co-Ni-Fe is 2 T. In a computer simulation of a 3D static magnetic field, a recording head with Co-Ni-Fe films on both sides of a write gap generated a longitudinal write field of 9.9 kOe at a magnetic spacing of 40 nm from the write gap. The write characteristics of the recording head with the dual high-Bs structure designed above was tested for media with high coercivities of 4.5 to 7 kOe. The overwrite performance is over 30 dB for a medium with high coercivity of 7 kOe. Straight patterns of magnetic transitions written on the medium with a coercivity of 7 kOe were observed by using a magnetic force microscope (MFM). On the other hand, bends were found in the track-edges of magnetic transitions written on a medium with a coercivity of 4.5 kOe. This indicates that the recording head generated too large a write field for the medium with a coercivity of 4.5 kOe.

    DOI

  • Ultra-High-Density Magnetic Information Storage Technologies

    K. Ohashi, N. Ishiwata, M. Yanagisawa, A. Sato, S. Tsuboi, H. Hokkyo

    NEC Research &amp; Development   41 ( 2 ) 160 - 165  2000年02月

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    Three approaches used to acheve ultra-high-density recording of 100 Gbit/in2 are discussed. In order to overcome the thermal fluctuation problem of recorded patterns, a write head with Co-Ni-Fe pole has been developed. The Co-Ni-Fe pole generates the strongest write field. The head wrote well in media with a coercivity of 7 kOe, which is sufficiently large for ultra-high-density recording. A narrow gap Co-Ni-Fe head for perpendicular recording has also been developed. The experimental results on contact recording and a double-layer perpendicular medium are also discussed.

  • Purity of films and performance of recording heads

    K Ohashi, M Saito, H Honjo, T Toba, Y Nonaka, N Ishiwata

    ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGY APPLICATIONS IN ELECTRONICS III   99 ( 34 ) 241 - 249  2000年  [査読有り]

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    The effect of impurities in CoNiFe films and the performance of CoNiFe pole heads were investigated. Electrodeposition of CoNiFe from a bath containing no sulfur-containing additives (SCAs) produced a pole material with excellent magnetic properties. CoNiFe pole heads generated a strong field of about 10 kOe in a recording medium. These heads did not experience large write instability because of the near-zero magnetostriction of the CoNiFe films. Besides producing good magnetic properties, removal of SCAs from the bath improved corrosion resistance. Moreover, annealing after deposition played an important role in controlling magnetic properties and corrosion resistance. Corrosion resistance was inferior if the film was deposited at a relatively low current density, even when a non-SCA bath was used. However, corrosion resistance of that film was improved by annealing. This improved corrosion resistance suggests that the imperfections associated with adsorption and evolution of hydrogen may play important roles in the corrosion mechanism.

  • Write performance of heads with a 2.1-tesla CoNiFe pole

    K Ohashi, N Morita, T Tsuda, Y Nonaka

    IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS   35 ( 5 ) 2538 - 2540  1999年09月  [査読有り]

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    We examined the write performance of heads with a CoNiFe/NiFe composite write pole. The saturation induction B-s of the CoNiFe film was 2.1 T (21 kG), The CoNiFe layer thickness was typically 0.5-0.6 mu m, and the rest of the write pole was composed of Ni80Fe20. The dual high B-s layer structure with the CoNiFe films on both sides of the write gap gave excellent overwrite performance. It was over 30 dB for a medium that had a high coercivity of 560 kA/m (7.0 kOe).

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  • Corrosion Properties of Electroplated CoNiFe Films

    M. Saito, K. Yamada, K. Ohashi, Y. Yasue, Y. Sogawa, T. Osaka

    Journal of The Electrochemical Society   146 ( 8 ) 2845 - 2848  1999年08月  [査読有り]

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    Electroplated CoNiFe films with a saturation flux density as high as 2.1 T are potentially useful in high-density magnetic recording heads. We found that films electroplated at a high current density (15 mA/cm(2)) from a bath without saccharin have a sufficient anodic pitting-corrosion potential (-65 mV). We also found that the pitting-corrosion potential of films electroplated under a low current density (5 mA/cm(2)) from saccharin-free baths have anodic pitting-corrosion potentials of less than -300 mV. However, the corrosion resistance improved after annealing at temperatures above 100 degrees C. The crystal-grain boundaries in the as-plated film that electroplated under a low current density from saccharin-free baths are not clear (i.e., that the phase is amorphous). But the crystal grain boundaries in the annealed film are clear. Films electroplated from baths containing saccharin also have anodic pitting-corrosion potentials of less than -300 mV. Their corrosion resistance did not improve when they were annealed at 250 degrees C. The deterioration of the corrosion resistance is attributed to the defects that increase the face-centered cubic (111) lattice constant. One of the most important characteristics of a highly corrosion-resistant CoNiFe film is fine crystal structure with very few defects. (C) 1999 The Electrochemical Society. S0013-4651(98)06-043-1. All rights reserved.

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  • Influence of crystalline structure and sulfur inclusion on corrosion properties of electrodeposited CoNiFe soft magnetic films

    T Osaka, M Takai, Y Sogawa, T Momma, K Ohashi, M Saito, K Yamada

    JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY   146 ( 6 ) 2092 - 2096  1999年06月  [査読有り]

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    The corrosion resistance of soft magnetic films is an important property to be considered in the manufacture of magnetic devices. We investigated the corrosion behavior of the electrodeposited CoNiFe him with desired soft magnetic properties by varying the crystalline structure and the amount of included sulfur. The corrosion property in 2.5% NaCl solution depends largely on the sulfur content and also on the structure of the film. Although the CoNiFe film contains more than 13 atom % Fe, the film of face-centered to body-centered cubic mixed crystals exhibits a high anticorrosion property because of very small grain size with essentially no sulfur inclusion (&lt;0.1 atom %). (C) 1999 The Electrochemical Society. S0013-4651(98)07-027-X. All rights reserved.

    DOI

  • 高Bs-CoNiFe電析膜の軟磁気特性に及ぼす成膜条件の影響

    曽川禎道, 水谷聡, 門間聰之, 逢坂哲彌, 齋藤美紀子, 大橋啓之, 山田一彦

    日本応用磁気学会誌   23 ( 4 part 2 ) 1405 - 1408  1999年04月  [査読有り]

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    Electrodeposited CoNiFe soft magnetic films with high Bs were investigated for use as head core materials. It was found that a film consisting of an fcc phase structure with low Fe content has low magnetostriction of +2∼+6 × 10-6. When the film composition was fixed at Co62Ni12Fe26, the operating conditions fElectrodeposited CoNiFe soft magnetic films with high Bs were investigated for use as head core materials. It was found that a film consisting of an fcc phase structure with low Fe content has low magnetostriction of +2∼+6 × 10-6. When the film composition was fixed at Co62Ni12Fe26, the operating conditions for obtaining soft magnetic properties were optimized It was found that soft magnetic thin films composed of fine crystals 10-15 nm in diameter were obtained in conditions of low pH (< 3.0) and low current density (< 40 mAcm-2). In these operating conditions, a current efficiency of less than 80% with hydrogen evolution during the CoNiFe deposition was confirmed to be one of key factors for obtaining soft magnetic CoNiFe films with a suitably high Bs value. A typical Co62Ni12Fe26 film had the following properties. Bs=2.0 T, Hc=1.7 Oe, and λs=+4.9×10-6.
    or obtaining soft magnetic properties were optimized It was found that soft magnetic thin films composed of fine crystals 10-15 nm in diameter were obtained in conditions of low pH (< 3.0) and low current density (< 40 mAcm-2). In these operating conditions, a current efficiency of less than 80% with hydrogen evolution during the CoNiFe deposition was confirmed to be one of key factors for obtaining soft magnetic CoNiFe films with a suitably high Bs value. A typical Co62Ni12Fe26 film had the following properties. Bs=2.0 T, Hc=1.7 Oe, and λs=+4.9×10-6.

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  • 電気めっき法による高飽和磁束密度ソフト材料の開発とMRヘッドへの応用

    逢坂哲彌, 高井まどか, 大橋啓之

    日本応用磁気学会誌   22 ( 7 ) 1182 - 1188  1998年08月

    CiNii

  • Newly developed inductive write head with electroplated CoNiFe film

    K Ohashi, Y Yasue, M Saito, K Yamada, T Osaka, M Takai, K Hayashi

    IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS   34 ( 4 ) 1462 - 1464  1998年07月  [査読有り]

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    A newly developed CoNiFe film is investigated from the viewpoint of its application to MR write heads. Film composition is Co65Ni12Fe23, prepared by electroplating to obtain a b.c.c. plus f.c.c. mixed phase at that composition. Films with mixed phases improve soft magnetic properties (B-s is 2.0-2.1 T and the magnetostriction coefficient is +1.8x10(-6) to +7.4x10(-6)) and also show improved corrosion resistance. Performance of a head with a double layer structure of a 0.3 mu m CoNiFe film and a 4.1 mu m NiFe film is investigated, and a short throat height is found to give better overwrite performance.

    DOI

  • New soft magnetic CoNiFe plated films with high B-s = 2.0-2.1 T

    T Osaka, M Takai, K Hayashi, Y Sogawa, K Ohashi, Y Yasue, M Saito, K Yamada

    IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS   34 ( 4 ) 1432 - 1434  1998年07月  [査読有り]

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    A CoNiFe film with saturation magnetic flux density (B-s) greater than 2.0 tesla (T) has been prepared for the first time as a soft magnetic film; the coercivity (H-c) of the film is less than 160 A/m (2.0 Oe). This success was achieved by formulating a new plating bath and operating conditions to form fine grains. The film has a low H-c of less than 160 A/m, a low saturation magnetostriction (lambda(s)) of approximately 10(-6), and a high B-s of 2.0-2.1 T. The present invention is expected to contribute to accelerating the development of not only the technology of high-density magnetic recording but also the field of magnetic materials in general.

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  • A soft magnetic CoNiFe film with high saturation magnetic flux density and low coercivity

    T Osaka, M Takai, K Hayashi, K Ohashi, M Saito, K Yamada

    NATURE   392 ( 6678 ) 796 - 798  1998年04月  [査読有り]

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    Magnetic materials are classed as 'soft' if they have a low coercivity (the critical field strength H-c required to flip the direction of magnetization). Soft magnetic materials are a central component of electromagnetic devices such as step motors, magnetic sensors, transformers and magnetic recording heads. Miniaturization of these devices requires materials that can develop higher saturation flux density, B-s, so that the necessary flux densities can be preserved on reducing device dimensions, while simultaneously achieving a low coercivity. Common high-B-s soft magnetic films currently in use are electroplated CoFe-based alloys(1-4), electroplated CoNiFe alloys(5-7), and sputtered Fe-based nanocrystalline(8-11) and FeN films(12-14). Sputtering is not suitable, however, for fabricating the thick films needed in some applications, for which electrochemical methods are preferred. Here we report the electrochemical preparation of a CoNiFe film with a very high value of B-s (2.0-2.1T) and a low coercivity. The favourable properties are achieved by avoiding the need for organic additives in the deposition process, which are typically used to reduce internal stresses. Our films also undergo very small magnetostriction, which is essential to ensure that they are not stressed when an external magnetic field is applied (or conversely, that external stresses do not disrupt the magnetic properties). Our material should find applications in miniaturization of electromechanical devices and in high-density magnetic data storage.

    DOI

  • An Advanced Magneto-Resistive Head with A Newly Developed Electroplated High-Bs Write Pole

    Hiroshi Gokan, Kaoru Toki, Keishi Ohashi, Takao Maruyama, Mitsuo Abe, Susumu Mizuno

    NEC Research &amp; Development   39 ( 3 ) 309 - 316  1998年03月

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    A Magneto-Resistive (MR) head with a newly developed electroplated high-Bs CoNiFe write pole has been developed for use in Hard Disk Drives (HDDs). The electroplated film has the leading high saturation magnetization (Bs) of 2.1 T to provide a soft magnetic film suitable for the write element in MR heads. Introducing high-Bs films for the write-pole improves overwrite performance in 2,950 Oe high-Hc media by 17.7 dB. For the read element, a large exchange coupling NiMn film has been developed. This film provides an excellent biasing scheme for maximum asymmetry change during repeated read/write operations is improved by optimizing the write-core design and the magnetostriction of the magnetic layers as well as by optimizing the biasing scheme. Altitude sensitivity, which is defined as the change in flying height when atmospheric pressure is reduced from 1.0 to 0.7 atm, is supressed from 11 to 5 nm by modifying the ABS (Air-Bearing Surface) design to increase the negative pressure induced. Typical read/write characteristics of MR heads with high-Bs write pole designed for 2.6 Gb/in^2 areal-density recording are described. An output-signal voltage of 400 uV/um with excellent signal stability has been obtained.

  • MR素子における出力安定性のMR縦バイアス接合形状依存性に関する検討

    苅屋田英嗣, 倉科晴次, 池澤延幸, 森田昇, 小田淳, 嶋林清孝, 大橋啓之, 土岐薫, 浦井治雄

    日本応用磁気学会誌   21 ( 4 part 2 ) 253 - 256  1997年04月  [査読有り]

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    Hysteresis and baseline shift are studied in soft-adjacent-layer-biased MR sensors with abutted quasi-permanent magnetic bias. The magnet consists of NiFe/NiMn exchange-coupling films, which apply longitudinal bias field to an MR sensor. Abutted bias-magnet structures with various taper angles fabricated, and the overlap lengths were measured as the length of the MR flat active region covered by the longitudinal bias films. The hysteresis measured from the transfer curve decreases with decreasing overlap length. The repeatable baseline shift in the readback signal was also improved by decreasing the overlap length in the MR sensor.

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  • 高密度化を支えるMRヘッド技術

    後閑博史, 浦井治雄, 土岐薫, 大橋啓之

    NEC技報   49 ( 6 ) 23 - 28  1996年06月

  • 熱硬化フォトレジスト膜の電気、機械特性評価

    齋藤美紀子, 大橋啓之, 山田一彦, 清宮健司, 小澤隆

    日本応用磁気学会誌   19 ( 2 ) 141 - 144  1995年  [査読有り]

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    The surface structure of a thermally cured photoresist (PR) layer used as a thin-film-head insulation layer greatly affects that layer's insulation resistance (IR) and internal stress. As the carbonyl peak ratio in the PR increases, the IR decreases. In air heat treatment, compressive stress is induced in the PR. These phenomena are explained as follow. Many carbonyl and aromatic ketone groups, which are typical of the hydrophilic group, exist in the PR. Consequently, moisture sorption is induced in the surface of the PR, resulting in swelling of the PR. This stress change is related to the changes in the upper NiFe magnetic domain. It is concluded that supressing change in the PR surface structure improves the head reliability.

    DOI

  • MAGNETIZATION DYNAMICS IN THIN-FILM HEADS

    K OHASHI

    JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS   134 ( 2-3 ) 262 - 267  1994年06月  [査読有り]

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    The relationship between domain wall motion and magnetization rotation is investigated. A wall motion mechanism previously proposed by the author is examined. The model gives the novel concept that the energy difference between transition state (magnetization curling) and final state (after wall motion) accelerates the wall motion. The magnetic moments in the region coupled with 90-degrees walls rotate more slowly than those moments in the non-coupled region, hence the magnetic flux change is confined to a narrower portion of central domains at higher frequencies.

    DOI

  • Preparation of Electrodeposited FeP Films and Their Soft Magnetic Properties

    Tetsuya Osaka, Madoka Takai, Akiyoshi Nakamura, Fujio Asa, Keishi Ohashi, Hiroaki Tachibana

    Journal of the Magnetics Society of Japan   18 ( S1 ) 187 - 190  1994年  [査読有り]

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    Electrodeposited FeP alloy films were formed, and the most suitable FeP alloy film exhibits a minimum coercivity, 0.2 Oe, and high saturation magnetic flux density, 1.4 T, at the composition of 27at%P. In order to improve the magnetic properties, in particular, the permeability, the magnetic field heat treatment was adopted, and the permeability increased until 1400. The most suitable FeP film was found to be a hyper-fine crystalline structure. The thermal stability of the FeP film was also confirmed to be until 300 degree C annealing without magnetic field in vacuum.

    DOI

  • 薄膜ヘッドにおける磁化の動特性

    大橋啓之

    日本応用磁気学会誌   16 ( S1 ) 81 - 84  1992年

    担当区分:筆頭著者

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    This paper gives an overview of magnetization dynamics in thin film heads. The relationship between domain wall motion and magnetization rotation is essential in both impedance noise and Barkhausen noise. A model which describes coupled wall motion with magnetization rotation proposed by the author is compared with other models.

    DOI

  • Effect of Plated NiFe Composition on Domain Configuration

    K. Ohashi, M. Ito, T. Maruyama

    ECS Proceedings; Magnetic Materials, Processes, and Devices   PV 90-08   247 - 258  1990年  [査読有り]

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    This paper describes changes in magnetic domain which vary with the magnetostriction coefficient (a parameter closely related to film composition) in the production of thin film heads. Domain configuration and direction of domain walls are affected by annealing and machining. There are two different mechanisms which change the domain configuration during annealing: deformation of a magnetic film near its edges and deformation of polymer structures under magnetic films. Domain configuration change during machining is connected with the stress of over coat film.

  • 磁気ヘッド技術

    伊藤勝, 山田忠治, 大橋啓之, 嶋林清孝, 堀内真人

    NEC技報   41 ( 15 ) 41 - 44  1988年12月

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    磁気記録の進歩の推進力となっている磁気ヘッド技術について解説します。特に磁気ディスク装置の信頼性の観点から、高密度記録用ヘッドを開発するにあたり必要となったトライボロジと薄膜ヘッド技術について解説します。

  • Application of Electroplating to Thin Film Head

    K. Ohashi, M. Ito, M. Watanabe

    ECS Proceedings; Electrochemical Technology in Electronics   PV 88-23   525 - 542  1988年  [査読有り]  [招待有り]

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    Electroplating is a crucial step in the production of thin film heads to be used for magnetic disk drives. Anomalous codeposition of NiFe film must be accurately controlled for a stable read/write head operation. Plated NiFe film offers 20% higher voltage output than sputter-depositted film. Research on plating of high saturation magnetization material, which promises improved recording density, has been also performed. Copper film is preffered as a low resistivity conductor for coil windings. It is deposited through micron-size photoresist patterns to provide a high aspect ratio cross section. This paper provides: a review of electroplating in thin film head applications and results of some experiments conducted by the authors.

  • 磁気ヘッド技術

    渡辺真, 大橋啓之

    NEC技報   39 ( 9 ) 56 - 60  1986年09月

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    ハードディスク装置のキーコンポーネントである浮動ヘッドについて高記録密度化のための設計上の留意点について述べ,ウィンチェスタ,フェライトヘッドの改善,薄膜ヘッドの材料技術,信頼性について触れ,それぞれの特長を明らかにして将来の展望を示しました。

    CiNii

  • Mechanism of 90° Wall Motion in Thin Film Heads

    Keishi Ohashi

    IEEE Transactions on Magnetics   21 ( 5 ) 1581 - 1583  1985年  [査読有り]

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    The interaction between the rotational motion of magnetization and wall movement are investigated for an infinite strip of magnetic film with closure domains. When an external field is applied, the direction of magnetization is assumed to curl parabollicaly near the 90° walls. The 90° wall will move to decrease the energy associated with this curling. This movement can be described by the equation of rotational motion for the wall. The switching time relating to a 90° wall is fairly short (6 - 18 nsec) calculated by solving the equation of motion. It is due to the acceleration of the wall movement by the magnetization rotation.

    DOI

  • MAGNETIC AFTEREFFECT IN AMORPHOUS TB-FE THIN-FILMS

    K OHASHI, H TSUJI, S TSUNASHIMA, S UCHIYAMA

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   19 ( 7 ) 1333 - 1338  1980年  [査読有り]

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    Magnetic after-effect in sputter deposited TbxFe1-x (x×0.17~0.24) films is studied. The after-effect is directly observed using polar Kerr magneto-optic effect as a slow propagation of domain walls. The velocity of the domain growth (10-4~10-1 cm/s) changes exponentially with the applied field. The viscosity coefficient Sv≡dM/d ln tcenterdotχ-1 (χ: irreversible susceptibility), which was used in describing Jordan type after-effect, is applied to characterize the after-effect. The value of Sv (22~110 Oe) is inversely proportional to the saturation magnetization at room temperature and decreases with rising temperature. The origin of the slow wall motion is inferred to be the random anisotropy of Tb ion rather than the oxidation of the film surface.

    DOI

  • Magnetic Aftereffect Due to Domain Wall Motion in Amorphous TbFe Sputtered Films

    K. Ohashi, H. Takagi, S. Tsunashima, S. Uchiyama, T. Fujii

    Journal of Applied Physics   50 ( B3 ) 1611 - 1613  1979年03月  [査読有り]

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    A very large aftereffect is observed in sputtered amorphous Tb‐Fe films with uniaxial anisotropy perpendicular to the film plane. In the present experiment, the film is first saturated to −Ms by a premagnetizing field Hp (<0), where Ms is the saturation magnetization. Then the applied field is suddenly changed from Hp (<0) to Ha (?0) which is close to the coercive field. With proper choice of the film composition, temperature, Ha and so on, the magnetization changes from −Ms to almost +Ms with the passage of time while Ha is kept constant. The dependences of the aftereffect on the applied field and on the temperature are shown. The domain observation by means of polar Kerr effect reveals that the aftereffect is associated with the slow dendritic growth of the magnetic domains. It is also found that the density of reversed domain nuclei depends on the premagnetizing field Hp.

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書籍等出版物

  • Electrochemical Engineering: From Discovery to Product, ed. R. C. Alkire et al.

    Keishi Ohashi( 担当: 分担執筆,  担当範囲: Chapter 5, Thin-film Head and the Innovator's Dilemma)

    Wiley-VCH  2019年01月 ISBN: 9783527342068

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    Information systems are designed to store huge amounts of data and are networked to each other in an easy-to-use format such that they provide the means to create new value. Data storage devices cover various data capacities ranging from very large data centers to tiny mobile memories. All the data in storage systems are stored in digital format for electronic use. The memory hierarchy of these systems consists of multiple memory levels characterized by their respective access speeds and storage capacities. That is, the combination of high-speed memory with low-cost data recording has increased the performance/cost ratio of storage systems. Magnetic recording is the key enabling technology for low-cost recorders. Among the various magnetic recording devices, the hard disk drive (HDD) has been the most commonly used storage device since the late 1950s. The magnetic head, which writes data to and reads data from the magnetic medium, is one of the most important components in a magnetic recording device. Its technological evolution as a result of ongoing innovation has contributed greatly to reduce the cost per megabyte of a HDD from $10 ,000 (1957) to ¢1 (2014).

    ASIN

  • セラミックスの高速焼結(2) 自己燃焼,常温衝撃固化編--究極の非加熱プロセス

    中田正文, 大橋啓之( 担当: 分担執筆,  担当範囲: 第II部第5章第2節エアロゾルデポジション法による透明電気光学薄膜)

    ティー・アイ・シィー  2015年06月 ISBN: 9784924890879

  • ディスプレイ技術年鑑,

    大橋啓之, 服部渉( 担当: 分担執筆,  担当範囲: 3-3 センシングシートで優しく見守る)

    日経BP社  2014年10月 ISBN: 9784822265595

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    ビジネスを大きく展開させるものとして「ビッグデータ」が注目されている。ビッグデータが話題になり始めたころは、ITにおいて、例えばWebサイトのどこをクリックしたかを解析していくことで非常に大きなビジネスにつながるといった認識だった。しかし今では、ITの中での閉じたビッグデータ解析よりも、実世界から情報を取ってきて解析する方が圧倒的に情報量は多く、より大きなビジネスが生まれると考えられている。実世界から収集するデータは無限と言ってよく、放っておくと爆発してしまう。爆発してしまうと選択もできなくなるため、場面に応じた価値ある情報を効率良く求めることが必要となる。

  • 入力革命

    大橋啓之, 服部渉( 担当: 分担執筆,  担当範囲: 1-3 センシングシートで優しく見守る)

    日経BP社  2014年10月 ISBN: 9784822276409

  • 化学便覧応用化学編 第7版

    大橋啓之( 担当: 分担執筆,  担当範囲: 第19.7.2項 光配線)

    丸善  2014年01月 ISBN: 9784621087596

  • Group IV Photonics for Sensing and Imaging

    K. Ohashi, R. A. Soref, G. Roelkins, H. Minamide, Y. Ishikawa( 担当: 編集)

    Cambridge University Press  2013年06月 ISBN: 9781627482417

  • 先端光科学入門2,山内薫,五神真編

    大橋啓之( 担当: 分担執筆,  担当範囲: 第7章 表面プラズモンからメタマテリアルへ)

    強光子場科学研究懇談会  2011年03月 ISBN: 9784904206164

  • プラズモン基礎理解の徹底と応用展開

    大橋啓之( 担当: 分担執筆,  担当範囲: 第8章 受光用デバイス用途光(情報伝送、センシング、イメージング))

    情報機構  2011年03月 ISBN: 9784904080733

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    受光デバイスは光を媒体として何らかの情報を得るのに用いられる。その用途には、特定の物質を検出したり、人口システムや自然環境の変化を検出したりする光センシングが含まれる。光のセンシング方法を大きく分けると、検出物に光を照射する能動センシングと、光源を持たずに対象からの光を受けるだけの受動センシングとがある。生物の眼は可視光信号の受動センシングを行う優れた器官であるが、マムシなど一部のヘビが持つピット器官は波長5~30μmの遠赤外線を検出する。ビデオカメラや静止画カメラは人工的なセンシングシステムの一部と見なせる。
    一方、光源の光強度などを意図的に電気信号等により変化させることを利用することがある。信号により変調された光は、離れた所にある受光器により検出(センス)され電気信号に復調されることで、情報の伝送に用いられる。このような光による情報の伝送は、古代中国において辺境における敵の侵入を万里の長城沿いに烽火(のろし)で伝えられたように、昔から長距離で高速に情報を伝える手段として使われてきた。烽火は天候の影響を受けるが、光ファイバーなどの透明な材料は光信号を電線のように伝えることができるという利点があることから、現在は光による信号電装はリモコンなどの無線と光ファイバーのような有線の両方の方式で使われている。光による情報伝送あるいは信号制御は伝送の大容量化(高速化)をもたらすが、さらに光ファイバーや光配線による伝送は電線や電気配線による伝送よりも電磁ノイズに強くかつノイズを出しにくいという長所も持っている。
    ここでは、信号伝送およびセンシングの両方に使われる受光デバイスについて、表面プラズモンを役立てる試みのいくつかを紹介する。また、その効果を他の方法と比較しながら解説する。

  • Silicon-Germanium Nanostructures, ed. Y. Shiraki and N. Usami

    Keishi Ohashi( 担当: 分担執筆,  担当範囲: Chapter 21, Optical Devices)

    Woodhead Publishing  2011年02月 ISBN: 9781845696894

     概要を見る

    This chapter describes optical devices which use Si, SiGe, and Ge technologies for electronics. It starts with the optical waveguides and optical resonators which create slow light for microphotonic devices. Then, electro-optical modulation, photo-carrier generation, and photo emission will be discussed on the basis of nano- and micro-tructures. Both modulators and detectors are critical components of the on-chip optical interconnections that are expected to enable low-power-dissipation electronics systems. Ultra-small electric capacitance accomplished through silicon photonics and nano-photonics would provide a strong tool for that purpose. Multi-modal sensing is also a promising area for these new optical devices.

  • 光配線実装技術ハンドブック、三上修監修

    大橋啓之( 担当: 分担執筆,  担当範囲: 第2部4章「LSIオンチップ光配線」)

    オプトロニクス社  2008年09月 ISBN: 9784902312300

  • エアロゾルデポジション法の基礎から応用まで、明渡純監修

    中田正文, 大橋啓之( 担当: 分担執筆,  担当範囲: 第5章2節「電気光学薄膜による超小型高速光素子」)

    シーエムシー出版  2008年06月 ISBN: 9784781300177

  • ナノテクノロジーハンドブック III編

    大橋啓之( 担当: 分担執筆,  担当範囲: 第3章 情報ストレージ 「ヘッド・機構」)

    オーム社  2003年05月 ISBN: 9784274024986

  • 電気化学 光化学 無機固体 環境ケミカルサイエンス、日本化学会編

    大橋啓之( 担当: 分担執筆,  担当範囲: 第1編第5章「磁気記録デバイスプロセス」)

    丸善  2003年03月 ISBN: 9784621071571

     概要を見る

    パーソナルコンピューターやデジタルビデオなどに用いられているHDD (Hard Disk Drive) は1~2年で記録密度が2倍になるという驚異的な技術進歩を40年以上にわたって続けている。この HDD進歩には最先端のめっき技術が大きな役割を果たしている。

  • 21世紀を支えるディジタル記録技術最前線、日経エレクトロニクス編

    大橋啓之( 担当: 分担執筆,  担当範囲: 100Gビット/(インチ)^2 超のHDDを実現するヘッド技術)

    日経BP社  2001年07月 ISBN: 9784822202361

     概要を見る

    面記録密度100Gビット/(インチ)^2 以上の実現に向けた新しいヘッド技術を紹介する。次世代ヘッドとして注目を集める飽和磁束密度の高い磁性材料を用いた記録ヘッドと、TMRヘッドの試作結果を開発者自らが解説する。垂直記録方式への応用やTMRヘッドの次を担う要素技術にも言及する。

  • 湿式法を利用したエレクトロニクス高機能薄膜作成法、逢坂哲彌編

    大橋啓之( 担当: 分担執筆,  担当範囲: 第1章「薄膜ヘッド軟磁性めっき)

    広信社  1992年10月 ISBN: 9784905969013

  • めっきとハイテク、日本化学会編

    大橋啓之( 担当: 分担執筆,  担当範囲: 第5章「髪の毛より細かいめっき」)

    大日本図書  1992年09月 ISBN: 9784477002132

     概要を見る

    コンピュータでデータやプログラムを記録しておく機械としてもっとも広く使われているのはハードディスク装置である。現在、ハードディスク装置の小型大容量化は一~二年で二倍というこれまでにない早さで進んでいる。その結果、最近の装置はディスク表面一平方cmあたりに1000万字以上のデータが記録できるようになってきた。このような高性能化を可能にした重要な技術革新の一つとして、磁気ヘッドに薄膜ヘッドが使われるようになったことが挙げられる。

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Misc

  • 座談会「AIと未来を考える」 教育・研究・芸術、そして大学について語る

    逢坂哲彌, 大橋啓之, 藤井浩司, 薮野健, 湯川次義, 藁谷友紀

    しごと能力研究   ( 2020特集号「しごと能力とAI」 ) 62 - 70  2020年10月   [ 国内誌 ]

    会議報告等  

     概要を見る

    本章は、AIと教育研究、そして大学のあり方について広く意見を交換した座談の出席者が、その後何度か顔合わせをし、当時の議事録の一部に手を入れたものである。出席者は、早稲田大学で研究•教育に長年携わってきた専門家である。したがって大学のあり方についての議論 においては、早稲田大学の建学の精神や現状に基づくものが多くある。他方、同座談会は、AIの最 先端の専門家のみならず、応用化学、教育学、行政学、経済•経営学の専門家、さらには芸術家が集っ たものであり、その論点は多岐にわたる。AIの多様性と広大な拡がり、それのもつ可能性について 論ずるには、多方面からの議論が求められるという認識から、関係者の了解を得て本特集号に収録し た。

  • FETバイオセンサによる非荷電分子検出の感度向上を目的としたターゲット-アプタマー複合体を用いた認識界面の構築

    遠山良, 黒岩繁樹, 林宏樹, 大橋啓之, 門間聰之, 逢坂哲彌

    Chemical Sensors   35 ( Supplement B )  2019年

    J-GLOBAL

  • FETバイオセンサによる非荷電分子検出の感度向上を目的としたターゲット-アプタマー複合体を用いた認識界面の構築

    遠山良, 黒岩繁樹, 林宏樹, 大橋啓之, 門間聰之, 逢坂哲彌

    電気化学秋季大会講演要旨集(CD-ROM)   2019  2019年

    J-GLOBAL

  • α-アミラーゼアプタマー固定化電界効果トランジスタ型バイオセンサーの作製とα-アミラーゼの検出

    松坂朱峰, 秀島翔, 金子直人, 堀井克紀, 和賀巌, 黒岩繁樹, 中西卓也, 大橋啓之, 門間聰之, 逢坂哲彌

    日本化学会春季年会講演予稿集(CD-ROM)   97th  2017年

    J-GLOBAL

  • 生体バランス物質のさりげないセンシング

    大橋啓之, 黒岩繁樹, 秀島翔, 逢坂哲彌

    センサ・マイクロマシンと応用システムシンポジウム(CD-ROM)   32nd  2015年

    J-GLOBAL

  • 埋もれた技術と埋もれなかった技術

    大橋啓之

    まぐね   8 ( 6 ) 288 - 291  2013年12月  [招待有り]

    担当区分:筆頭著者

    記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

     概要を見る

    技術開発にはさまざまな人が携わり各人ごとのストーリーがある.私は1970年代末から磁気ヘッドの仕事に携わり貴重な体験をさせていただいた.その一部は,今,研究開発に取り組んでいる人のお役に立つこともあると思い,編集部から与えていただいた機会を利用して,これまであまり書かれなかったようなことを中心にまとめてみた.

  • Introduction to the Issue on Photonic Packaging and Integration Technologies

    Sonia M. Garcia-Blanco, Muhannad S. Bakir, Karen I. Matthews, Keishi Ohashi, Folkert Horst

    IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics   17 ( 3 ) 495 - 497  2011年05月

    その他  

     概要を見る

    The 13 invited papers and 14 contributed papers in this special issue focus on photonic packaging and integration technologies.

    DOI

  • 表面プラズモンをエレクトロニクスで使う

    大橋啓之

    応用物理   80 ( 2 ) 146 - 150  2011年01月  [招待有り]

    担当区分:筆頭著者

    記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

     概要を見る

    表面プラズモンは光素子の小型化や高効率化にとって便利な道具になりうる.しかし導入の仕方を間違えると,単に損失源を追加するだけになってしまう.本稿では特に,光とエレクトロニクスの融合を必要とする受光デバイスと発光デバイスへの表面プラズモン技術の適用について,その意味を理解しやすいように動作機構の解説を行う.

  • シリコンフォトニクス

    中村隆宏, 中村滋, 大橋啓之

    工業材料   58 ( 3 ) 46 - 49  2010年03月  [招待有り]   [ 国内誌 ]

    担当区分:最終著者

    記事・総説・解説・論説等(商業誌、新聞、ウェブメディア)  

     概要を見る

    情報処理量、通信トラフィックの増大に伴い、コンピュータ、サーバ、ネットワーク機器の消費電力増大の抑制など、さまざまな課題が生じている。それに応える技術として注目、期待されているシリコンフォトニクスについて紹介する。

  • 表面プラズモンアンテナとシリコンナノフォトダイオード

    大橋啓之

    O plus E   32 ( 2 ) 165 - 168  2010年02月  [招待有り]   [ 国内誌 ]

    担当区分:筆頭著者

    記事・総説・解説・論説等(商業誌、新聞、ウェブメディア)  

     概要を見る

    強力な近接場光を作り出す手段として表面プラズモンを利用する方法がある。表面プラズモンは、金属の自由電子気体による表面伝化密度の振動モードであり、電磁場(光)と結合している。ここでは、表面プラズモンアンテナによる近接場光の発生と、それを利用したナノフォトダイオード技術について紹介する。

  • チップ内応用への課題と展望(LSIチップ光配線)

    木下雅夫, 大橋啓之

    エレクトロニクス実装学会誌   12 ( 5 ) 452 - 457  2009年08月  [招待有り]   [ 国内誌 ]

    担当区分:責任著者

     概要を見る

    チップ内光配線につながるシリコンフォトニクス技術の開発状況を紹介する。

    DOI

  • 透明機能性薄膜による超小型高速光素子

    中田正文, 大橋啓之

    セラミックス   43 ( 9 ) 722 - 725  2008年09月  [招待有り]

    担当区分:最終著者

    記事・総説・解説・論説等(商業誌、新聞、ウェブメディア)  

     概要を見る

    本稿ではAD法で形成したPLZT系薄膜の光学特性と電気光学効果を示すとともに,光素子の開発例として,超小型低消費電力型変調器と,ファイバ電界/磁界センサーについて紹介する。

  • 光配線

    大橋啓之

    『超LSI製造・試験装置ハンドブック2007年版』電子材料別冊     52 - 56  2006年12月

    担当区分:筆頭著者

    記事・総説・解説・論説等(商業誌、新聞、ウェブメディア)  

  • 部材・デバイスレベルでの機能集積化とナノ構造制御技術

    大橋啓之, 中田正文

    MATERIAL STAGE   5 ( 11 ) 29 - 33  2006年11月  [招待有り]

    担当区分:筆頭著者

    記事・総説・解説・論説等(商業誌、新聞、ウェブメディア)  

     概要を見る

    電気光学材料をLSI上の素子にするためには,薄膜材料として製膜し加工する必要がある。ところが残念なことに,機能性酸化物薄膜の組成および結晶構造を十分精密に制御することはそれほど容易なことではなく,PLZTの場合もバルクセラミクスと同等の電気光学特性を持つセラミクス膜は得られていない。本稿では,明渡氏により開発されたエアロゾルデポジション(AD)法を用いて作成したナノスケールの粒径を持つPZTおよびPLZTセラミクス膜の光学的および電気光学的特性について説明する。

  • 表面プラズモンアンテナを用いたシリコンナノフォトダイオード

    西研一, 藤方潤一, 石勉, 大橋啓之

    OPTRONICS   25 ( 299 ) 131 - 136  2006年11月  [招待有り]

    担当区分:責任著者

    記事・総説・解説・論説等(商業誌、新聞、ウェブメディア)  

     概要を見る

    表面プラズモンは,金属微粒子を用いた光(波長)の制御技術として,中世の頃より応用され,例えば美しいステンドグラスの着色などとして応用されてきている。近年では,近接場光と結びついた新しい物理現象や,その応用が注目されている。特に,導体の表面近傍に局在した表面プラズモンのモードは,波長として可視域の光から,テラヘルツ域を含む広い波長範囲の電磁波と結合し,表面プラズモンポラリトンとして光を伝搬することが可能である。この表面プラズモンと光の共鳴的な作用は,近接場光学と融合しつつ,計測から半導体デバイスまで,多くの分野で応用されつつある。

  • 高密度用超小型磁気ヘッドの開発研究と実用化

    逢坂哲彌, 高井まどか, 大橋啓之, 齋藤美紀子, 溝下義文, 越川誉生

    表面技術   57 ( 10 ) 705 - 711  2006年10月  [招待有り]

    J-GLOBAL

  • エアロゾルデポジション法による透明電気光学薄膜

    中田正文, 大橋啓之

    マテリアルインテグレーション   18 ( 5 ) 53 - 59  2005年05月  [招待有り]

    担当区分:最終著者

    記事・総説・解説・論説等(商業誌、新聞、ウェブメディア)  

     概要を見る

    We develop functional oxide films with a large electro-optic (EO) effect for use in very small, low-power EO conversion devices. We have been applied an aerosol deposition (AD) method to form lead oxide films with a perovskite structure. [(Pb,La)(Zr,Ti)O3] films were deposited and systematically studied in terms of optical and EO properties. Transparent films, which have acceptable transmittance loss level for use as optical devices, with large EO effect were obtained. In this report, we summarize a present progress and future prospects on AD method for optical devices application.

  • TMRヘッド

    大橋啓之

    計測と制御   40 ( 6 ) 465  2002年06月  [招待有り]

    担当区分:筆頭著者

    記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  • SC-5-4 Co-Ni-Feめっき膜を用いた高密度記録ヘッドの開発

    石綿 延行, 野中 義弘, 本庄 弘明, 鳥羽 環, 斎藤 信作, 斎藤 美紀子, 石 勉, 大橋 啓之

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2001 ( 2 )  2001年03月

    CiNii

  • SC-5-6 スピントンネル素子を用いた磁気抵抗効果型ヘッド

    中田 正文, 藤方 潤一, 石原 邦彦, 石 勉, 森 茂, 永原 聖万, 本庄 弘明, 深見 栄三, 石綿 延行, 大橋 啓之

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2001 ( 2 ) 165 - 166  2001年03月

    CiNii

  • NETs連載講座 超高記録密度HDDの実現技術;100Gビット/(インチ)2超のHDDを実現するヘッド技術

    大橋啓之

    日経エレクトロニクス   ( 791 ) 215 - 227  2001年03月  [招待有り]   [ 国内誌 ]

    担当区分:筆頭著者

    記事・総説・解説・論説等(商業誌、新聞、ウェブメディア)  

     概要を見る

    面記録密度100Gビット/(インチ)2以上の実現に向けた新しいヘッド技術を紹介する。次世代ヘッドとして注目を集める飽和磁束密度の高い磁性材料を用いた記録ヘッドとTMRヘッドの試作結果を開発者自らが解説する。垂直記録方式への応用やTMRヘッドの次を担う要素技術にも言及する。

  • 高飽和磁化磁極を用いた記録ヘッド : 高速記録用小型コアCo-Ni-Fe記録ヘッド

    石 勉, 野中 義弘, 本庄 弘明, 鳥羽 環, 斎藤 信作, 斎藤 美紀子, 鈴木 富士夫, 石綿 延行, 大橋 啓之

    日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan   24   160a - 160b  2000年09月

    CiNii

  • 高速記録用小型コア高Bsヘッドの記録特性

    野中 義弘, 鳥羽 環, 本庄 弘明, 斉藤 信作, 石 勉, 斎藤 美紀子, 石綿 延行, 大橋 啓之

    電子情報通信学会技術研究報告. MR, 磁気記録   100 ( 188 ) 17 - 22  2000年07月

     概要を見る

    高保磁力媒体に対して高周波記録が可能な, 飽和磁束密度(Bs)2TのCo-Ni-Feめっき膜を用いたコア長9.5μmの高Bs記録ヘッドを開発した.記録磁界の高速応答を計算した結果, 0.2μΩmと低抵抗率のCo-Ni-Feめっき膜であっても, ヘッドのコア長を10μmに縮小することで, 記録磁界は高速に応答することを見出した.小型コアCo-Ni-Feヘッドは, 保磁力400kA/m(5kOe)の媒体に対して周波数250MHzにおいても良好な記録特性を示し, 高速・高密度記録用ヘッドとして有望である.

    CiNii

  • 高Bs記録ヘッドによる高保磁力媒体への記録特性

    野中義弘, 鳥羽環, 斎藤信作, 本庄弘明, 石勉, 石綿延行, 大橋啓之

    日本応用磁気学会学術講演概要集   23   200  1999年10月

    J-GLOBAL

  • 超高密度記録磁気ヘッドコア用新磁性体を開発

    大橋啓之, 逢坂哲彌

    エレクトロニクス   ( 10 ) 102 - 104  1998年10月  [招待有り]

    担当区分:筆頭著者

    記事・総説・解説・論説等(商業誌、新聞、ウェブメディア)  

     概要を見る

    最近のハードディスク装置(HDD)の記録密度は3G(ギガ)ビット/in2を超え始めており,西暦2000年には10Gビット/in2が実現されようとしています。このように高い記録密度を実現するためには、低ノイズでありかつ磁化データが熱ゆらぎに強い高保磁力媒体に書き込むことのできる磁気ヘッドが必要です。ここでは、書込み用ヘッドの動向および高い飽和磁束密度(Bs)を持つ磁気コア材料の必要性について解説します。また、世界最高のBsを持つ磁気コア材料であるCoNiFe膜についてその開発の経緯の一端に触れます。

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産業財産権

  • エレクトロクロミック表示システム

    特許6963788

    樋口昌芳, 大橋啓之, 黒岩繁樹

    権利者: 国立研究法人物質・材料研究機構

    特許権

    J-GLOBAL

  • エレクトロクロミック素子

    樋口 昌芳, 藤井 幸男, 大橋 啓之, 黒岩 繁樹, 濱田 芳治, 久保田 晃弘

    特許権

    J-GLOBAL

  • アプタマー固定化半導体センシングデバイス及び非荷電分子の検出方法

    逢坂 哲彌, 大橋啓之, 黒岩 繁樹, 林 宏樹

    特許権

    J-GLOBAL

  • アプタマー固定化半導体センシングデバイス及び非荷電分子の検出方法

    逢坂 哲彌, 大橋 啓之, 黒岩 繁樹, 林 宏樹

    特許権

    J-GLOBAL

  • ステロイド骨格含有化合物検出デバイスおよびこれを用いたステロイド骨格含有化合物の検出方法

    特許6823244

    金子直人, 堀井克紀, 大橋啓之, 逢坂哲彌

    権利者: 学校法人早稲田大学、NECソリューションイノベータ株式会社

    特許権

    J-GLOBAL

  • エレクトロクロミック素子およびそれを用いた表示システム

    特許6818375

    樋口昌芳, 清野雄基, 大橋啓之

    権利者: 国立研究開発法人物質・材料研究機構

    特許権

    J-GLOBAL

  • 簡便,迅速,高精度な皮膚pHの測定法

    特許6692542

    逢坂哲彌, 大橋啓之, 黒岩繁樹, 秀島翔

    権利者: 学校法人早稲田大学

    特許権

    J-GLOBAL

  • 物品管理システム、物品管理方法及び物品管理プログラム

    特許6406243

    大橋啓之, 服部渉

    権利者: 日本電気株式会社

    特許権

    J-GLOBAL

  • 移動体検出システム,情報処理装置,移動体検出方法,ならびに制御プログラム

    特許6380406

    高橋祐介, 川合諒, 大橋啓之

    権利者: 日本電気株式会社

    特許権

  • 物品管理理システム,情報処理装置およびその制御方法と制御プログラム

    特許6270065

    野村俊之, 岩元浩太, 比嘉恭太, 大橋啓之, 服部渉

    権利者: 日本電気株式会社

    特許権

    J-GLOBAL

  • 銀/塩化銀電極の製造方法

    逢坂 哲彌, 黒岩 繁樹, 秀島 翔, 大橋 啓之

    特許権

    J-GLOBAL

  • アンテナ及びアンテナの製造方法

    特許6135358

    福田浩司, 小林直樹, 服部渉, 大橋啓之

    権利者: 日本電気株式会社

    特許権

    J-GLOBAL

  • 情報処理システム、情報処理装置およびその制御方法と制御プログラム

    特許6108159

    野村俊之, 岩元浩太, 比嘉恭太, 大橋啓之, 服部渉

    権利者: 日本電気株式会社

    特許権

    J-GLOBAL

  • RFIDシステム,物品管理システムおよび人体検知システム

    特許6070798

    服部渉, 大橋啓之

    権利者: 日本電気株式会社

    特許権

    J-GLOBAL

  • 物品管理システム,物品管理方法,情報処理装置およびその制御方法と制御プログラム

    特許6048741

    野村俊之, 岩元浩太, 比嘉恭太, 大橋啓之, 服部渉

    権利者: 日本電気株式会社

    特許権

    J-GLOBAL

  • 赤外線透過膜、赤外線透過膜の製造方法、赤外線用光学部品および赤外線装置

    特許6016037

    明渡純, 津田弘樹, 大橋啓之, 関野省治, 中村新

    権利者: 国立研究開発法人産業技術総合研究所

    特許権

    J-GLOBAL

  • 物品管理システム

    特許5812204

    服部渉, 大橋啓之

    権利者: 日本電気株式会社

    特許権

    J-GLOBAL

  • 商品プロモーションシステム及び商品プロモーションプログラム

    服部 渉, 福田 浩司, 小林 直樹, 大橋 啓之, 小坂 圭史

    特許権

    J-GLOBAL

  • 移動体検出システム、情報処理装置、移動体検出方法、ならびに制御プログラム

    ▲高▼橋 祐介, 川合 諒, 大橋 啓之

    特許権

    J-GLOBAL

  • 物体検出システム、物体検出方法及び物体検出プログラム

    大橋 啓之, 服部 渉, 小林 直樹, 福田 浩司, ▲高▼橋 祐介, 小西 勇介

    特許権

    J-GLOBAL

  • 光学素子

    特許5676349

    石原邦彦, 波多腰玄一, 大橋啓之, 市原勝太郎

    特許権

    J-GLOBAL

  • 介護支援システム、介護支援方法及び介護支援プログラム

    小林 直樹, 大橋 啓之, 服部 渉, 福田 浩司

    特許権

    J-GLOBAL

  • 物品管理システム、情報処理装置およびその制御方法と制御プログラム

    野村 俊之, 岩元 浩太, 比嘉 恭太, 大橋 啓之, 服部 渉

    特許権

    J-GLOBAL

  • 光導波路

    特許5366210

    牛田淳, 藤方潤一, 岡本大典, 西研一, 大橋啓之, 渡辺俊文, 土澤泰, 山田浩治, 板橋聖一

    権利者: 日本電信電話株式会社; 日本電気株式会社;

    特許権

    J-GLOBAL

  • フォトダイオード、光通信デバイスおよび光インタコネクションモジュール

    特許5282887

    藤方潤一, 岡本大典, 牧田紀久夫, 西研一, 大橋啓之

    権利者: 日本電気株式会社

    特許権

    J-GLOBAL

  • 電界/磁界センサおよびそれらの製造方法

    特許5170387

    中田正文, 岩波瑞樹, 大橋啓之, 増田則夫

    権利者: 日本電気株式会社

    特許権

    J-GLOBAL

  • スイッチング素子の駆動方法

    特許5023615

    伴野直樹, 坂本利司, 大橋啓之

    権利者: 日本電気株式会社;

    特許権

    J-GLOBAL

  • 光変調器とその製造方法並びに変調光学系とこれを用いた光インターコネクト装置並びに光通信装置

    特許5017765

    中田正文, 大橋啓之

    権利者: 日本電気株式会社

    特許権

    J-GLOBAL

  • 電界センサ,磁界センサ,電磁界センサ,及びそれらを用いた電磁界測定システム

    特許4941298

    岩波瑞樹, 中田正文, 増田則夫, 大橋啓之

    権利者: 日本電気株式会社

    特許権

    J-GLOBAL

  • 光結合構造

    木下 雅夫, 大橋 啓之, 山田 博仁, 野澤 道直

    特許権

    J-GLOBAL

  • 光結合構造、光回路、および光結合方法

    木下 雅夫, 大橋 啓之, 山田 博仁, 野澤 道直

    特許権

    J-GLOBAL

  • 多層光配線用光入出力構造

    木下 雅夫, 大橋 啓之, 山田 博仁, 野澤 道直

    特許権

    J-GLOBAL

  • 受光回路およびディジタルシステム

    特許4936074

    水野正之, 野瀬浩一, 西研一, 大橋啓之

    権利者: 日本電気株式会社

    特許権

    J-GLOBAL

  • 光学素子,光集積デバイス

    特許4774519

    中田正文, 大橋啓之, 明渡純

    権利者: 日本電気株式会社 、国立研究開発法人産業技術総合研究所

    特許権

    J-GLOBAL

  • 成形体の製造方法

    特許4736019

    中田正文, 大橋啓之, 明渡純

    権利者: 国立研究開発法人産業技術総合研究所

    特許権

    J-GLOBAL

  • 光信号処理回路、光信号処理回路付半導体装置および光信号処理回路の製造方法

    木下 雅夫, 大橋 啓之

    特許権

    J-GLOBAL

  • フォトダイオードとその製造方法

    特許4336765

    大橋啓之, 石勉, 馬場寿夫, 藤方潤一, 牧田紀久夫

    権利者: 日本電気株式会社

    特許権

    J-GLOBAL

  • 導波路結合型フォトダイオード

    藤方 潤一, 牛田 淳, 岡本 大典, 西 研一, 大橋 啓之, 土澤 泰, 板橋 聖一

    特許権

    J-GLOBAL

  • フォトダイオード

    岡本 大典, 藤方 潤一, 西 研一, 大橋 啓之

    特許権

    J-GLOBAL

  • フォトダイオード、およびその製造方法、ならびに光通信デバイスおよび光インタコネクションモジュール

    藤方 潤一, 大橋 啓之

    特許権

    J-GLOBAL

  • 電界センサ、磁界センサ、電磁界センサ、及びそれらを用いた電磁界測定システム

    岩波 瑞樹, 中田 正文, 増田 則夫, 大橋 啓之

    特許権

    J-GLOBAL

  • 薄膜電磁石およびこれを用いたスイッチング素子

    特許3750574

    石綿延行, 本庄弘明, 鳥羽環, 斉藤信作, 大橋啓之

    特許権

    J-GLOBAL

  • 磁気抵抗効果センサ、磁気抵抗検出システム、および磁気記憶システム

    林 一彦, 大橋 啓之, 石綿 延行, 中田 正文, 深見 栄三, 永原 聖万, 本庄 弘明, 藤方 潤一, 石原 邦彦, 森 茂

    特許権

    J-GLOBAL

  • 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果ヘッド、磁気抵抗変換システム及び磁気記録システム

    林 一彦, 藤方 潤一, 石 勉, 森 茂, 大橋 啓之, 中田 正文, 永原 聖万, 石原 邦彦, 石綿 延行

    特許権

    J-GLOBAL

  • 磁気抵抗センサ,磁気抵抗ヘッド,および磁気記録/再生装置

    特許3675712

    林一彦, 大橋啓之, スチュワート・ソリン, タオ・ザオ

    特許権

    J-GLOBAL

  • 記録ヘッド、記録ヘッドの製造方法、及び複合ヘッド並びに磁気記録再生装置

    石綿 延行, 本庄 弘明, 鳥羽 環, 斉藤 信作, 野中 義弘, 石 勉, 斎藤 美紀子, 大橋 啓之

    特許権

    J-GLOBAL

  • 磁気ヘッドおよびそれを用いた磁気記憶装置

    石綿 延行, 大橋 啓之, 柘植 久尚

    特許権

    J-GLOBAL

  • 磁気抵抗効果ヘッド,その製造方法及びそれを用いた磁気記録装置

    特許3446720

    林一彦, 中田正文, 大橋啓之, 石綿延行, 深見栄三, 永原聖万, 本庄弘明, 斎藤信作, 藤方潤一

    特許権

    J-GLOBAL

  • 薄膜構造部材とその製造方法およびこれを用いたスイッチング素子

    石綿 延行, 斉藤 信作, 本庄 弘明, 鳥羽 環, 大橋 啓之

    特許権

    J-GLOBAL

  • 磁気抵抗効果素子、再生ヘッド、および記録再生システム

    林 一彦, 大橋 啓之, 石綿 延行, 中田 正文, 石 勉, 本庄 弘明, 石原 邦彦, 藤方 潤一, 松寺 久雄, 柘植 久尚, 上條 敦

    特許権

    J-GLOBAL

  • 磁気記憶装置およびこれを用いた画像記録再生装置、ならびに装置,機器,機械もしくはシステム

    林 一彦, 大橋 啓之, 石綿 延行

    特許権

    J-GLOBAL

  • 磁気抵抗効果素子の製造方法

    林 一彦, 深見 栄三, 大橋 啓之, 中田 正文, 永原 聖万, 本庄 弘明, 石原 邦彦, 藤方 潤一, 森 茂

    特許権

    J-GLOBAL

  • 磁気抵抗効果センサ、磁気抵抗効果センサの製造方法、磁気抵抗検出システム、および磁気記憶システム

    林 一彦, 大橋 啓之, 石綿 延行, 中田 正文, 深見 栄三, 永原 聖万, 本庄 弘明, 藤方 潤一, 石原 邦彦, 森 茂

    特許権

    J-GLOBAL

  • 軟質磁性薄膜、その製造方法、複合型薄膜磁気ヘッド及び磁気記憶装置

    逢坂 哲彌, 横島 時彦, 大橋 啓之

    特許権

    J-GLOBAL

  • 磁気抵抗効果素子と磁気抵抗効果素子の製造方法および磁気抵抗検出システムならびに磁気記録システム

    林 一彦, 大橋 啓之, 石綿 延行, 中田 正文, 深見 栄三, 本庄 弘明, 柘植 久尚, 上條 敦

    特許権

    J-GLOBAL

  • 磁気抵抗効果ヘッドの製造方法

    林 一彦, 大橋 啓之, 石綿 延行, 中田 正文, 深見 栄三, 永原 聖万, 本庄 弘明, 斉藤 信作

    特許権

    J-GLOBAL

  • 高飽和磁束密度を有するCo-Fe-Ni磁性膜、およびこれを磁極に用いた複合型薄膜磁気ヘッド、並びに磁気記憶装置

    大橋 啓之, 斎藤 美紀子, 鳥羽 環

    特許権

    J-GLOBAL

  • 磁気抵抗効果ヘッドおよびその製造方法

    林 一彦, 大橋 啓之

    特許権

    J-GLOBAL

  • 磁気記録再生ヘッドおよびそれを用いた磁気記憶装置並びにその製造方法

    石綿 延行, 大橋 啓之, 柘植 久尚

    特許権

    J-GLOBAL

  • 磁気抵抗効果素子

    林 一彦, 大橋 啓之, 石綿 延行, 中田 正文, 松寺 久雄, 柘植 久尚, 上條 敦

    特許権

    J-GLOBAL

  • 強磁性トンネル接合素子、再生ヘッド、および記録再生システム

    林 一彦, 大橋 啓之, 石綿 延行, 中田 正文, 石 勉, 本庄 弘明, 石原 邦彦, 藤方 潤一, 松寺 久雄, 柘植 久尚, 上條 敦

    特許権

    J-GLOBAL

  • 磁気抵抗効果ヘッドおよび磁気抵抗効果ヘッドの製造方法

    丸山 隆男, 本庄 弘明, 山沢 貢, 池澤 延幸, 大橋 啓之

    特許権

    J-GLOBAL

  • 浮動型スライダ,浮動型磁気ヘッドおよびこれを用いた 磁気ディスク装置

    山口 嘉和, 大橋 啓之

    特許権

    J-GLOBAL

  • 磁気抵抗効果素子,磁気抵抗効果型ヘッドおよびこれを 用いた磁気ディスク装置

    森田 昇, 大橋 啓之

    特許権

    J-GLOBAL

  • 磁気抵抗効果ヘッド

    特許2924875

    土岐薫, 浦井治雄, 大橋啓之

    特許権

  • 磁気抵抗効果型ヘッド

    川原 浩, 大橋 啓之

    特許権

    J-GLOBAL

  • コバルト・鉄・ニッケル磁性薄膜とその製造方法,及びそれを用いた複合型薄膜磁気ヘッドと磁気記憶装置

    特許2821456

    斎藤美紀子, 大橋啓之, 安江義彦, 逢坂哲彌, 山田一彦

    権利者: 学校法人早稲田大学、日本電気株式会社、茨城日本電気株式会社

    特許権

    J-GLOBAL

  • 薄膜磁気ヘッドの検査方法

    特許2747047

    伊藤勝, 大橋啓之

    権利者: 日本電気株式会社

    特許権

    J-GLOBAL

  • 磁気ヘッド支持ばり

    実用新案2531123

    大橋啓之

    権利者: 日本電気株式会社

    実用新案権

  • 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法ならびに磁気記憶装 置

    大橋 啓之, 浦井 治雄, 斉藤 信作

    特許権

    J-GLOBAL

  • 薄膜磁気ヘッドの製造方法

    特許2041239

    大橋啓之

    権利者: 日本電気株式会社

    特許権

    J-GLOBAL

  • 薄膜磁気ヘッド

    特許2020939

    大橋啓之

    特許権

    J-GLOBAL

  • 負圧利用磁気ヘッドスライダの製造方法

    特許1494231

    大橋啓之

    特許権

  • 積層マルチターンコイルを備えた磁気ヘッド

    特許1410769

    大橋啓之

    権利者: 日本電気株式会社

    特許権

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その他

  • 「超EDGE人材」認...

    2015年08月
     
     

     概要を見る

    「超EDGE人材」認定、早稲田大学EDGE人材育成プログラム

受賞

  • Demo Day 最優秀賞

    2015年10月   Waseda-EDGE   動物生体バランス  

    受賞者: 大橋啓之, 島岡未来子, 丸山祐丞, 片岡孝介

  • 応用物理学会JJAP論文賞

    2006年08月   応用物理学会   Si Nano-Photodiode with a Surface Plasmon Antenna  

    受賞者: 石勉, 藤方潤一, 牧田紀久夫, 馬場寿夫, 大橋啓之

  • 表面技術協会技術賞

    2006年03月   表面技術協会   高密度用超小型磁気ヘッドの開発研究と実用化  

    受賞者: 逢坂哲彌, 高井まどか, 大橋啓之, 齋藤美紀子, 溝下義文, 越川誉生

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 超高速・超低電力・超大面積エレクトロクロミズム

    科学技術振興機構  戦略的創造研究推進事業

    研究期間:

    2015年10月
    -
    2021年09月
     

    樋口昌芳, 大橋啓之, 濱田芳治, 長畑律子

  • アニマルストレスセンサー

    科学技術振興機構  研究成果展開事業 社会還元加速プログラム(SCORE)大学推進型

    研究期間:

    2020年11月
    -
    2021年03月
     

    大橋啓之, 黒岩繁樹, 逢坂哲彌, 門間聡之, 林宏樹, 稲垣智也, 藤田真佑里, 江南陽裕, 小坂田彩加, 佐藤由弥

     概要を見る

    動物の唾液から簡便にストレスホルモンを検出しその変化を分析し適切な情報フィードバックを行うことにより、動物たちにストレスがもたらす様々な異常を事前に捉えて解消するセンサーを開発します。このセンサーは、10マイクロリットルというわずかな唾液等の分泌物から1分以内に複数種類の分子マーカーを同時検出するもので、すでに人の唾液を用いた基礎実証実験に成功しています。この技術の事業化予備調査では畜産・ペット業、および魚養殖業向けに有望な市場が存在することが判明しています。本研究では、ビジネス化に必要なセンサーばらつき要因の解明、および動物の唾液から効率的にストレス物質を検出するためのセンサモジュール開発を行い、牛を用いた実証実験を行うことで事業化の準備を進めます。

  • 人工核酸によるバイオマーカー簡易検出センサの技術開発

    科学技術振興機構  研究成果最適展開支援プログラム A-STEP

    研究期間:

    2015年12月
    -
    2017年11月
     

    桒原正靖, 和賀巌, 大橋啓之

  • 皮膚健康モニタリング超薄膜

    科学技術振興機構  大学発新産業創出プログラム

    研究期間:

    2016年09月
    -
    2017年03月
     

    片岡孝介, 隼田大輝, 多和田雅師, 佐藤慎, 大橋啓之

  • 新探求配線技術開発(LSI チップ光配線技術開発)

    新エネルギー・産業技術開発機構  次世代半導体材料・プロセス基盤プロジェクト

    研究期間:

    2006年04月
    -
    2011年03月
     

  • ナノ技術を活用した高機能インターフェース技術

    総務省  ナノ技術を活用した超高機能NW技術の研究開発プロジェクト

    研究期間:

    2005年04月
    -
    2008年03月
     

  • 電気光学機能部材の開発

    新エネルギー・産業技術開発機構  ナノレベル電子セラミックス材料低温成形・集積化技術プロジェクト

    研究期間:

    2002年04月
    -
    2008年03月
     

    大橋啓之, 中田正文

  • 生体用高分解能THzセンサ

    東北大学電気通信研究所  東北大学電気通信研究所プロジェクト

    研究期間:

    2003年04月
    -
    2006年03月
     

    大橋啓之, 伊藤弘昌, 石原邦彦, 四方潤一, 横山弘之, 上原洋一

  • 大容量リムーバブルディスク用TMRヘッドの開発

    新エネルギー・産業技術開発機構  実用化研究

    研究期間:

    2001年04月
    -
    2002年03月
     

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講演・口頭発表等

  • イノベーションのジレンマの多面的な見方:データストレージ・メモリの歴史から

    大橋啓之  [招待有り]

    化学工学会 第130回SCE・Net技術懇談会  

    発表年月: 2021年11月

    開催年月:
    2021年11月
     
     

     概要を見る

    ビジネス書として有名なクリステンセン著「イノベーションのジレンマ」は、業界を革新する破壊 的イノベーションの重要性を説いた。しかし、その後彼がハードディスク装置業界における破壊的イノベーションとして例に挙げた「小型化」をそのまま実践して成功した会社は現れなかった。ここでは、クリステンセンとは異なる、デバイスプロセスと材料の進歩および産業界における経済学的な観点によるイノベーションのジレンマについての議論を紹介する。

  • 受容体分子の変形に伴う電荷分布の変化を利用したコルチゾールアプタマー固定化電界効果トランジスタバイオセンサ

    黒岩繁樹, 林宏樹, 遠山良, 大橋啓之, 門間聰之, 逢坂哲彌

    電気化学会第88回大会   (オンライン)  電気化学会  

    発表年月: 2021年03月

  • アニマルストレスセンサー

    大橋啓之

    早稲田大学オープン・イノベーションフォーラム2021(WOI'21)  

    発表年月: 2021年03月

    開催年月:
    2021年03月
     
     
  • 侘び寂びに取り組むナノテクノロジー

    大橋啓之  [招待有り]

    将来めっき技術検討部会 第40回例会   (オンライン)  表面技術協会  

    発表年月: 2021年01月

  • 人間機械協奏現場における人間の計測技術

    大橋啓之

    人間機械協奏技術コンソーシアム公開シンポジウム  

    発表年月: 2020年12月

  • ナノフォトニクスと芸術

    大橋啓之  [招待有り]

    ガラス科学技術・評価技術合同研究会   (オンライン)  ニューガラスフォーラム  

    発表年月: 2020年11月

     概要を見る

    デジタル時代におけるディスプレイは単純で小さな画素で構成することが前提となっている。しかし、画素自体に構造を持たせることにより、通常のディスプレイとは全く異なる表現手段を手に入れることができるかも知れない。ここでは、金属ナノ構造を用いた表面プラズモンによる色彩表現、およびエレクトロクロミック材料を用いた不均一な画素表現への試みの中から、応用を考える方に興味を持っていただけそうなものをご紹介する。

  • Saliva Stress Marker Monitor Using Aptamer Immobilized FET Biosensor

    Keishi Ohashi, Shigeki Kuroiwa, Ryo Toyama, Hiroki Hayashi, Toshiyuki Momma, Tetsuya Osaka

    Pacific Rim Meeting on Electrochemical & Solid-State Science   (Online)  The Electrochemical Society, The Electrochemical Society of Japan, The Korean Electrochemical Society  

    発表年月: 2020年10月

     概要を見る

    Introduction People have felt that their mind controls the body. Advances in immunology and neuroscience are scientifically elucidating this experience. For example, it has been clarified that the mechanism by which changes in the activity of the central nervous system due to stress regulate the immune response through sympathetic nerves. If these latest medical knowledge and electronic advances can be used to provide a simple monitoring system for stress-related substances, it is hoped that it will help prevent mental and physical diseases. Nevertheless, performing a blood draw to detect the stress hormones cortisol and catecholamine has the challenge that the act of drawing blood itself causes stress. Instead, cortisol concentration measurement from saliva has been developed as a non-invasive detection, but catecholamines cannot be detected from saliva. Salivary cortisol concentration measurements have been developed as an alternative non-invasive detection method, but catecholamines are unable to obtain the necessary information from saliva. Salivary -amylase and chromogranin A (CgA) have also been studied and used in part as alternatives to catecholamines. Secretary immunoglobulin A (s-IgA) in saliva is also a good stress marker that reflects suppression of the immune system by stress. Simultaneous monitoring of the time-dependence of these stress markers of different origins is expected to help elucidate the complex mental stress mechanisms [1]. Sensor module platform Accurate and inexpensive biomaterial detectors are required for IoT biosensing systems and monitoring over time has not been realized until now. Field-effect transistor (FET) biosensors are small devices that detect various types of biomarkers at low power consumption without disturbing the system under test [2]. The biggest challenge of FET biosensors when used in electronics systems is instability due to current drift. We have succeeded in developing a method that minimizes drift using only the normal silicon fab process. This manufacturing process does not use tantalum pentoxide or other special materials. Figure 1 shows a picture of a newly developed four element FET sensor chip with extremely low instability. The electronics part of the developed biosensor module consists of this chip and a Bluetooth Low Energy (BLE)-type communication circuit. We selected four types of aptamers as sensor receptors on the gate insulator on the chip [3]. The aptamers can be stored and used at room temperature for a long period of time. They also have the advantages of being reversible to thermal denaturation and can be produced inexpensively and industrially. Finally, as a technique for producing biosensors with less variation, such as commercial physical sensors, we developed a tool for uniformly immobilizing the receptor monolayer in a narrow range of fixed positions on the chip. Simultaneous detection of multiple stress markers in saliva When n types of receptors are immobilized on n FET elements, n-1 types of independent signals can be extracted. The effects of non-specifically adsorbed substances and pH in saliva, temperature fluctuation, optical noise, and crosstalk between elements can be eliminated from the original signals of multiple FET elements. Using this technique, we succeeded in obtaining multiple stress marker concentrations such as cortisol, a-amylase, s-IgA, and CgA [4], at the same time just by dropping saliva on the sensor. The signal time constant is less than 1 minute, which indicates that a continuous monitor is realized substantially. Operability equivalent to physical sensor Internet of Things (IoT) systems require many low-cost sensors. FET sensor chips manufactured using only the conventional silicon fab process can achieve a low cost of about $1 per chip. However, even with such cheap biosensors, if they are disposable, the cost burden on the user will increase significantly in the long run. As a result, it becomes difficult to secure good customers as fixed users. In addition, disposable chips are not suitable for continuous monitoring required for medically important data. We are developing biosensors that are as easy to operate as conventional physical sensors by introducing reusable cleaning methods and recycled precision cleaning methods. References [1] L. Steinman, Annu. Rev. Immunol., 32, 257-281, (2014). [2] K. Ohashi, T. Osaka, ECS Transactions, 75, 39, 1-9, (2017). [3] N Kaneko, H Minagawa, J Akitomi, K Ohashi, S Kuroiwa, S Wustoni, S Hideshima, T Osaka, K Horii, I Waga, The 43rd International Symposium on Nucleic Acids Chemistry, 2P-55, (2016). [4] S. Kuroiwa, R. Takibuchi, A. Matsuzaka, S. Hideshima, N. Kaneko, H. Minagawa, K. Horii, I. Waga, T. Nakanishi, K. Ohashi, T. Momma, T. Osaka, 232nd ECS Meeting, 2115, (2017).

  • Detection of Stress-Related Secretory IgA in Human Sweat Using Lectin-ImmobilizedField Effect Transistor Biosensor

    Hiroki Hayashi, N Sakamoto, Sho Hideshima, Yoshitaka Harada, Mika Tsuna, Shigeki Kuroiwa, Keishi Ohashi, Toshiyuki Momma, Tetsuya Osaka

    Pacific Rim Meeting on Electrochemical & Solid-State Science   (Online)  The Electrochemical Society, The Electrochemical Society of Japan, The Korean Electrochemical Society.  

    発表年月: 2020年10月

     概要を見る

    A field effect transistor (FET) biosensor is a promising device for various applications such as medical diagnosis and environmental monitoring. Because characteristics of FET biosensors are directly influenced by the change of gate-insulator surface potential induced by the adsorption of charged molecules, FET biosensors could provide the rapid and label-free biomolecular detection. Recently, mental stress-related diseases, such as integration disorder syndrome and depression, affect people's health, resulting that simple stress monitoring is expected for early stage detection of the disease. Previously, the relation between concentration of stress markers and mental stress has been reported [1], and the monitoring of circadian concentration of the markers is found to be important for prediction of the stress condition. Especially, secretory immunoglobulin A (s-IgA), which is an immunity-related molecule present in the human mucus, is one of the candidates to be monitored as a stress marker. However, conventional methods for measuring concentration of s-IgA are restricted in daily use due to complex protocol, time-consuming and expensive equipment. Nowadays, we have investigated sensitive detection method for various targets by using the FET biosensor [2,3]. To achieve improvement of the sensitivity, small receptors have been applied to increase electrical responses owing to the effective use of a charge-recognition region from FET gate surface, Debye length [4,5]. In this study, we selected a small plant lectin, jacalin (66 kDa), which specifically binds glycan of hinge region of IgA, as a receptor. Additionally, jacalin was in expensive compared with antibody due to the purification from jackfruits seeds. From these points, jacalin-immobilized FET biosensor was worth to be investigated to realize a simple, sensitive and low-cost stress monitoring device for stress marker. Thus, we investigated the usefulness of the jacalin as a FET receptor. The SiO2 gate insulator of the FET was exposed to O2 plasma (200 W for 1 min) for introduction of hydroxyl groups reacting with triethoxysilane groups of self-assembled monolayer (SAM). Then, the FET chip was immersed in toluene solvent including 1%(v/w) 3-aminopropyltriethoxysilane in an argon atmosphere (60ºC for 7 min.). Following by the cross-linking by glutaraldehyde, jacalin was immobilized on FET gate surfaces. Finally, ethanolamine capping was performed to prevent the non-specific adsorption of contaminating molecules in analyzed samples, resulting in the fabrication of the jacalin-immobilized FET biosensor. The FET characteristics were measured by sweeping the gate-voltage (Vg) from -2.0 V to 0 V with 0.1 V drain voltage (Vd) in 0.01 × phosphate buffered saline (pH7.4). Then, the electrical responses (ΔVg) were analyzed from the FET characteristics before and after the addition of analyte to gate surface. To evaluate the specificity of jacalin-immobilized FET biosensor, ΔVg caused by the addition of s-IgA and human serum albumin (HSA) were measured. The FET characteristics was shifted in a positive direction (+53 mV) due to the adsorption of negative-charged s-IgA (Figure 1a), while the responses related with HSA addition were scarcely observed. Thus, specific capture of the s-IgA molecules by the jacalin-immobilized surface was indicated. Moreover, to evaluate the advantage of jacalin, we compared ΔVg with FET functionalized by antigen binding fragment (Fab), which was obtained by cleaving the anti-s-IgA antibody. An electrical response of Fab-immobilized FET was +24 mV (Figure1b). The change in ΔVg values for these two FET sensors using jacalin or Fab could be discussed as follows. Jacalin could capture more s-IgA molecules within Debye length from the gate surface of FET. In addition, the jacalin-immobilized FET responded linearly to s-IgA in a concentration range from 0.1μg/mL to 100 μg/mL. Finally, sweat samples collected from healthy persons were examined with the developed jacalin-immobilized FET biosensor, and clear responses were obtained. From these results, jacalin was found to be useful as a receptor for FET biosensors to achieve a sensitive, simple and non-invasive detection of s-IgA. [1] K. Obayashi, Clin. Chim. Acta, 425, 196-201 (2013). [2] S. Hideshima, M. Kobayashi, T. Wada, S. Kuroiwa, T. Nakanishi, N. Sawamura, T. Asahi, T. Osaka, Chem. Commun., 50, 3476-3479 (2014). [3] S. Hideshima, K. Fujita, Y. Harada, M. Tsuna, Y. Seto, S. Sekiguchi, S. Kuroiwa, T. Nakanishi, T. Osaka, Sens. Bio-Sens. Res., 7, 90–94 (2016). [4] S. Cheng, K. Hotani, S. Hideshima, S. Kuroiwa, T. Nakanishi, M. Hashimoto, Y. Mori, T. Osaka, Materials, 7, (4), 2490-2500 (2014). [5] S. Hideshima, H. Hayashi, H. Hinou, S. Nambuya, S. Kuroiwa, T. Nakanishi, T. Momma, S.-I. Nishimura, Y. Sakoda, T. Osaka, Sci. Rep., 9, 11616 (2019).

  • Detection of uncharged 5-fluorouracil exploiting sequential adsorption of 5-fluorouracil-modified bovine serum albumin using field effect transistor biosensor

    Mayuri Fuijta, Hiroki Hayashi, Shigeki Kuroiwa, Keishi Ohashi, Toshiyuki Momma, Masahisa Okada, Futoshi Shibasaki, Tetsuya Osaka

    Pacific Rim Meeting on Electrochemical & Solid-State Science   (Online)  The Electrochemical Society, The Electrochemical Society of Japan, The Korean Electrochemical Society  

    発表年月: 2020年10月

     概要を見る

    The dosage of 5-fluorouracil (5-FU), which is a widely used cancer medication, is determined by body surface area, although efficacy depends on largely the liver function of the individual, resulting that only 21% patients are given an optimal dose of 5-FU. Thus, measurement of the 5-FU concentration in the blood is useful for individual dose adjustment. Conventional methods for 5-FU detection such as an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and liquid chromatography are unsuitable for clinical applications because they need time-consuming procedure and expensive equipment. Instead, a field effect transistor (FET) biosensor is a promising device to provide a simple and rapid detection of charged molecules. The FET biosensors detect changes in charge density on FET gate surface caused by the intrinsic charge of adsorbed molecules. However, since 5-FU is feebly charged small molecules, its non-intrinsic charges impact minimally on FET characteristics. In this study, we propose a detection method of 5-FU using FET biosensor, in which 5-FU and 5-FU modified bovine serum albumin (BSA/5-FU) were sequentially dropped on FET gate surface functionalized with receptor. By using this method, we can detect the FET responses generated by the adsorption of negatively charged BSA/5-FU depending on the 5-FU concentration. The SiO2 surface of the FET gate insulator was exposed to O2 plasma to introduce hydroxyl groups onto the surface. After exposure to the O2 plasma, the surface was reacted with 3-aminopropyltriethixysilen (APTES), followed by the modification of the cross-linker, glutaraldehyde (GA). A single chain variable fragments (ScFv) and antigen binding fragments (Fab) were allowed to react with activated GA-modified FET. After the immobilization, the residual aldehyde-groups were treated by ethanolamine to suppress the non-specific adsorption. Vg-Id characteristics were measured before and after dripping of both 5-FU and BSA/5-FU on the ScFv- and Fab-immobilized FET biosensors. Finally, threshold voltage shifts (∆Vg) caused by the adsorption of BSA/5-FU were obtained. In order to choose a receptor, we compared the electrical responses generated by the adsorption of BSA/5-FU between ScFv- and Fab-immobilized FET. The responses of ScFv- and Fab-immobilized FET biosensor caused by dripping of 25 μg/mL BSA/5-FU were +25 mV and +40 mV, respectively. The difference between ΔVg values for these two FET sensors using ScFv or Fab can be ascribed to the difference of affinity [1]. To verify the specificity of Fab-immobilized FET biosensor, ∆Vg was measured when human serum albumin (HSA) was dropped on the FET biosensor, and the ∆Vg hardly shifted. Additionally, the atomic force microscopic (AFM) images on the FET gate surface shows that the size of observed particles matches the size of BSA/5-FU, while the surface morphology and roughness are not significantly changed. These results indicated that Fab-immobilized surface specifically captured BSA/5-FU. To investigate the quantitative detectability of the Fab-immobilized FET biosensor, we measured the FET responses corresponding to the amount of adsorbed BSA/5-FU, which was related with the concentrations of 5-FU. As a result, the magnitude of ∆Vg by dripping of 1000 ng/mL 5-FU and 25 μg/mL BSA/5-FU was reduced to +12 mV compared to the response of 0 ng/mL (Figure 1). This results can be attributed to that the adsorbed 5-FU inhibited the adsorption of BSA/5-FU to the Fab-immobilized surface. Therefore, we conclude that the detection of 5-FU using the FET biosensors by applying the charged BSA/5-FU is a promising simple method for monitoring the concentration of 5-FU. Reference [1] Y. Reiter, et al., J. Biol. Chem., 269, 28, 18327-18331 (1994).

  • 情報技術とデバイス限界

    大橋啓之

    特別講義「先端技術」   (オンライン)  芝浦工業大学電子工学科  

    発表年月: 2020年06月

  • 人間の内部環境のためのIoTセンサー

    大橋啓之  [招待有り]

    7th Bioanalytical and Biomedical Seminar   (東京)  日本大学文理学部化学科  

    発表年月: 2019年12月

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    インターネットがモノとモノをつなぐIoT (Internet of Things)による外部環境の把握が急速に広まり,膨大な数のモノを認識するための低価格物理センサのスマートフォン等への導入が行われている。一方,19世紀の実験医学創始者Claude Bernardは体内で細胞に直接触れる内部環境の重要性を説いている。人の生命や健康に直接関わる内部環境を認識するには高度で高価な医療機器と専門家の操作が必要とされてきた。本講演では,体内のストレス物質検出を例にとり,物理センサ並みに安価で使いやすい次世代IoTに必要なバイオセンサの構成要素(分子受容体,エレクトロニクス,ICT)について議論する。

  • Nature-Inspired Flexible Electrochromic Devices

    Masayoshi Higuchi, Yukio Fujii, Shigeki Kuroiwa, Keishi Ohashi, Yoshiharu Hamada, Akihiko Kubota

    The 26th International Display Workshops   (Sapporo)  The Institute of Image Information and Television Engineers & The Society for Information Display  

    発表年月: 2019年11月

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    Nature-inspired flexible electrochromic devices have been fabricated using electrochromic metallo-supramolecular polymer for the first time in the world. The use of Ru(II)-based polymer, which changes the color between red and green, and the multi-layer coating method have enabled to reproduce the nature of a real fallen leaf by the devices.

  • データストレージデバイスとイノベーションのジレンマ

    大橋啓之  [招待有り]

    第86回研究会電気化学デバイスとビジネス   (静岡県沼津市)  静岡県東部精密技術研究会  

    発表年月: 2019年10月

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    クリステンセン教授の「イノベーションのジレンマ」は優良な巨大企業が新興企業に負けてしまう場合があることを破壊的イノベーションという概念で説明する名著である。ここでは、その中で破壊的イノベーションではなかった例として取り上げられている「薄膜ヘッド」について、従来の経営的見方だけでなく、予期することの難しいいくつもの画期的な技術革新がデータストレージビジネスにおいていかに重要だったかという、より長期にわたる製造技術の歴史に基づく別の見方を示す。

  • ストレスマーカーの低侵襲測定に向けたアプタマー固定化電界効果トランジスタセンサの作製

    遠山良, 林宏樹, 黒岩繁樹, 秀島翔, 大橋啓之, 門間聰之, 逢坂哲彌

    電気化学秋季大会   電気化学会  

    発表年月: 2019年09月

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    The FET (Field effect transistor: FET) biosensor is a promising cost-effective and rapid, label-free detection tool for biomolecules. To detect uncharged molecules by the FET biosensor, negatively charged aptamers have been used as receptors. In this case, the FET biosensors detect the change of charge-density within the Debye length due to structural transformation of aptamers caused by the capture of the uncharged molecules. However, inhibition of structural transformation due to the steric hindrance of adjacent aptamers may reduce the sensitivity of the aptamer immobilized FET biosensor. In this study, we propose immobilization method using structurally altered aptamers (target-aptamer complex). The aptamer-immobilized gate surface which fabricated by removing targets from the target-aptamer complex are expected to reduce the steric hindrance. In this presentation, we investigated the formation conditions of the target-aptamer complex in the solution. We also report the detection results using the method.

  • Trial of Realization of Electrochemical Nanotechnology to Advanced Manufacturing

    Keishi Ohashi, Tetsuya Osaka, Daikichi Mukoyama  [招待有り]

    The 70th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry   (ダーバン)  International Society of Electrochemistry  

    発表年月: 2019年08月

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    The transfer of the new technologies from our university to industries will be introduced, in particular, sensing systems on biosensors and batteries. A biosensing system is commercialized based on a concept of physiological balance for healthcare. The addition of low-cost biochemical sensors to the sensing system would help with scientific prescriptions based on contemporary medicine. As a candidate for a low-cost and robust chemical sensor platform, the ion-sensitive field-effect transistor (ISFET) has long been examined. Besides, we introduced an approach related to battery evaluation by Electrochemical impedance spectroscopy (EIS). After reviewing past our research, our two approaches for new business trials are discussed. One approach is based on the progressiveness of technology that relies on public finance with existing big companies. Another approach is a lean startup based on a customer development model for entrepreneurs.

  • 情報の記録・演算・伝送・検出・表示

    大橋啓之

    特別講義「先端技術」   (芝浦工業大学豊洲キャンパス)  芝浦工業大学  

    発表年月: 2019年06月

  • センサビジネススタートアップと市場規模

    大橋啓之  [招待有り]

    石油学会第62回年会   (東京)  石油学会  

    発表年月: 2019年05月

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    物理センサの機械学習等によるデータ活用の次の技術として期待される,生体の化学的なセンシングをビジネスとして成立させる条件につき,情報と通貨の流動性の観点から議論する。

  • センサ情報とその流動性

    大橋啓之  [招待有り]

    製造業のサービス化コンソーシアム   産業技術総合研究所  

    発表年月: 2019年02月

  • センサーデータとブロックチェーン

    大橋啓之

    第6回公開シンポジウム   (東京工業大学)  人間機械協奏技術コンソーシアム  

    発表年月: 2019年01月

  • バイオチップの応用

    大橋啓之  [招待有り]

    材料・表面工学研究所講演会   (関東学院大学小田原キャンパス)  関東学院大学材料・表面工学研究所  

    発表年月: 2018年11月

  • 情報の記録・演算・伝送・検出・表示

    大橋啓之

    特別講義「先端技術」   (芝浦工業大学豊洲キャンパス)  芝浦工業大学電子工学科  

    発表年月: 2018年06月

  • Gradient tint smart window using metallo-supramolecular polymer

    Masayoshi Higuchi, Yuki Seino, Keishi Ohashi

    第67回高分子学会年次大会   (名古屋)  高分子学会  

    発表年月: 2018年05月

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    Metallo-supramolecular polymer is a new type polymer composed of metal ions and multitopic organic ligands. The polymer is expected to show unique electrochemical and/or optical properties due to the electronic interaction between the metals and ligands through the polymer chain. We found electrochromic properties of polymer and the other functions so far. In this presentation we report gradient tint smart window using the metallo-supramolecular polymer.

  • QoW評価のための疲労センシング

    大橋啓之  [招待有り]

    人間機械協奏技術コンソーシアム第3回公開シンポジウム   (東京都江東区) 

    発表年月: 2017年11月

  • Fabrication of Aptamer-Immobilized Multi-Target Field-Effect Transistor Biosensor for Sensing Mental Stress

    Shigeki Kuroiwa, Ryota Takibuchi, Akane Matsuzaka, Sho Hideshima, Naoto Kaneko, Hirotaka Minagawa, Katsunori Horii, Iwao Waga, Takuya Nakanishi, Keishi Ohashi, Toshiyuki Momma, Tetsuya Osaka

    232nd ECS Meeting   (Maryland)  The Electrochemical Society  

    発表年月: 2017年10月

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    The sensing of biomarkers in the body is very effective for diagnosis of disease and monitoring of human health condition. However, blood sampling of mental stress markers is stressful for those who do not feel serious health concerns when they want to check only their own stress level. We need to measure stress markers noninvasively in our daily lives. Saliva is an ideal biological sample to be taken noninvasively. α-amylase and cortisol are known as stress markers in saliva. Since individual differences in stress response are large, it is important to simultaneously detect multiple markers and evaluate the stress level. In this study, we attempted to fabricate two field effect transistor (FET) biosensors using aptamers against α-amylase and cortisol as indexes of stress. Our purpose was to investigate the characteristics of sensing two types of biomarkers, a protein and a steroid molecule, using aptamer-immobilized FET biosensors. The aptamer against α-amylase and the one against cortisol were obtained after eight rounds of selection by SELEX method from an initial DNA library. The gate insulator (SiO2) of FET was modified with 3-aminopropyltriethoxysilane, followed by addition of glutaraldehyde. Each of two aptamers, which are terminated with amino group, was immobilized on the thus-prepared surface of insulator. We detected α-amylase and cortisol in phosphate buffer using the aptamer against α-amylase and the one against cortisol respectively. An increase in the magnitude of response was observed with an increase of α-amylase concentration in the range between 1 nmol/dm3 and 100 nmol/dm3. FET sensor responded as a gate voltage shift to the change in charge on the gate insulator surface. The observed response was suggested the binding of negatively charged α-amylase (isoelectric point = 6.34) to the aptamer. Though cortisol is an electrically neutral molecule, an increase in the magnitude of response was observed with an increase of cortisol concentration in the range between 1 μmol/dm3 and 1 mmol/dm3. It was a similar behavior toward the increase of negative charge or the decrease of positive charge. The phosphate groups of DNA aptamers and their counter ions have an electrical charge on the gate insulator. This suggests that the cortisol aptamer contracted and its negative charge penetrated Debye length or that the counter ion bound to the aptamer beforehand was removed after the association of cortisol. The concentration of α-amylase in saliva is 1 - 3 μmol/dm3. The sensitivity of this α-amylase sensor is at a practical level. The concentration of cortisol in saliva is 3 - 11 nmol/dm3. This cortisol FET sensor requires optimization of aptamer and refinement of the device for practical application. The quantitative detection of α-amylase and cortisol using aptamer-immobilized FET sensor was achieved. This sensor can be sensitive to a structural change of aptamer induced by the target binding. It was demonstrated that the detection of the neutral target molecule is possible.

  • Nanoscale Application of Surface Plasmon Resonance

    Keishi Ohashi  [招待有り]

    3rd International Workshop on Chromogenic Materials and Devices   (Tokyo)  National Institute for Materials Science (NIMS)  

    発表年月: 2017年09月

  • NFC給電のみで動作可能なpH測定デバイスの提案

    宮林駿, 隼田大輝, 岩瀬英治, 藤枝俊宣, 武岡真司, 大橋啓之, 佐藤慎, 黒岩繁樹, 門間聰之, 逢坂哲彌, 多和田雅師, 戸川望, 片岡孝介, 朝日透, 岩田浩康

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会   日本機械学会  

    発表年月: 2017年05月

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    Skin-attachable devices are essential to the realization of personalized skin health through continuously monitoring individual's skin surface pH. This paper describes an approach to measure the skin surface pH no matter when or where, just holding a NFC enable phone over the pH-sensor device capable of operating only with NFC energy harvesting. Since NFC can generate the power and batteries are replaced, the proposed device becomes smaller, lighter and thinner. Therefore, it could be attached on the skin by using the ultrathin polymer film called nanosheet. Moreover, the low-power circuit is proposed which implements the constant current circuit and the function of wireless communication.

  • Industrial Trial of a Biosensor Technology

    Keishi Ohashi, Tetsuya Osaka  [招待有り]

    Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-State Science 2016   (ハワイ、ホノルル)  The Electrochemical Society  

    発表年月: 2016年10月

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    Sensor network systems using mobile phones with several physical sensors can collect big data related to human health. The addition of low-cost chemical sensors to the sensor system increases the scientific prescription based on contemporary medicine. The authors examine the commercialization of a system based on the concept of physiological balance sensing. Individuals and animals possess biological barrier systems against various stressors. This study offers a system that constantly monitors biological barrier functions on the epithelial layers by using an ion sensitive field-effect transistor (ISFET) sensor and feedback recommendations and precipitations through a smart phone.

  • 生体物質をさりげなくセンシングするシステム

    大橋啓之  [招待有り]

    Conference for BioSignal and Medicine 2016   (大分県日田市) 

    発表年月: 2016年09月

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    様々な物理センサがモバイル通信システムに採用されて人の動作等をモニタすることが可能になってきた。しかし健康状態を直接検出できる化学センサは比較的高価で使い勝手が悪いため未だにスマートフォンレベルへの搭載は行われていない。ここではイオン感応性電界効果トランジスタを主要デバイスとしたシステムを例としてとりあげ,IoT時代に向けての人および動物に対するさりげないセンシングへの試みを紹介する。

  • Aptamer-Based Biosensors for Rapid Detection of Stress Markers

    Naoto Kaneko, Hirotaka Minagawa, Joe Akitomi, Keishi Ohashi, Shigeki Kuroiwa, Shofarul Wustoni, Sho Hideshima, Tetsuya Osaka, Katsunori Horii, Iwao Waga

    The 43rd International Symposium on Nucleic Acids Chemistry   (Kumamoto) 

    発表年月: 2016年09月

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    Cortisol has been recognized as one of the stress biomarker in evaluating stress related disorders. However, it is difficult to develop the simple test since cortisol is small molecules. In this study, we developed aptamer-based biosensor, constructed with anti-cortisol aptamer and DNAzyme, to detect cortisol by fluorescence detection, colorimetric detection, fluorescence polarization (FP) detection and electrical detection such as field effect transistor (FET) sensor.

  • Monitoring Biomolecules and Ions with an FET Sensor for Physiological Balance

    Keishi Ohashi, Shigeru Kuroiwa, Sho Hideshima, Takuya Nakanishi, Tetsuya Osaka

    26th Anniversary World Congress on Biosensors   (ヨーテボリ)  Elsevier  

    発表年月: 2016年05月

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    A concept of physiological balance sensing using a multi-target field-effect transistor (FET) sensor is proposed. Today’s smart phones equip various physical sensors, which has been accelerating the accumulation of human health data. However, more scientific prescription based on contemporary medicine is expected to be pulled out from data bases if low-cost chemical sensors are added to the system. People and animals have inherited biological barrier systems against various stressors. The barriers at the interface between body and external environment, such as skin, gut, and oral cavity, are especially important in the protection of body from external factors. Our plan is to develop a system which constantly monitors the biological barrier functions by using FET sensors. The size of the sensor element is about one millimeter, and is therefore suitable for integration with silicon electronics connecting to the Internet. We already reported a two-target FET sensor chip which detects two different tumor markers. A multiple-target sensor system constructed as the extension of this chip technology is under development. The immune system plays a main role in biological barriers. We have developed an FET immunoglobulin E (IgE) sensor for the examination of egg allergy. Some key molecules for the balance sensing have little or no polarization. Aptamers, which deform to change charge distributions within the Debye length, are under investigation for the detection of such small-molecule hormones. pH is a useful indicator for the physiological balance. A wireless FET sensor system has been developed to monitor skin pH. The system is controlled from a smartphone, and the monitored data is stored in the phone and sent to Cloud. A simple and quick skin pH measurement method was developed to apply to both people and dog. The difference of skin pHs between various sites of a dog will also be presented.

  • 未病状態を化学的に把握する

    大橋啓之

    TOBIRA第5回研究交流フォーラム   (東京)  東京バイオマーカー・イノベーション技術研究組合  

    発表年月: 2016年05月

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    通信と入出力だけでなく制御・演算機能も備えたスマートフォンが普及したことで,モバイルセンサシステムを容易かつ安価に組むことが可能になった。その結果,位置,加速度,角速度,温度,気圧など,さまざまな種類のセンサがカメラや全地球測位システムと共にスマートフォンに採用され,望む人はそこから得られた自分に関するデータを容易に活用できる環境が整ってきた。特に,センシングされた生データの加工技術および大規模データ集合のデータ処理技術の進歩は,人々に有用な情報を提供し始めている。しかし,これまで導入されているセンサの多くは加速度センサや光センサなどの物理センサであり,化学種を直接検出する化学センサではなかった。化学センサをスマートフォンレベルで容易に使うことができるようになれば,近年急激に発展している分子生物学に基づく医学上の知見によるさまざまな判断を,家庭など日常の場で行えるようになることが期待される。そのようなさりげない生体センシングが実現されれば,高齢化社会における未病予防に向けた体と心の健康のために大いに役立つことになると考えられる。本講演では,さりげないセンシングを実現するために我々が取り組んでいるFET型バイオセンサをベースとした生体バランス物質センシングについて紹介する。

  • ストレスセンサー

    大橋啓之

    COI感性ワークショップ   (東京)  JST  

    発表年月: 2016年03月

  • Physiological Balance Sensing Using an FET Sensor System

    Keishi Ohashi, Tetsuya Osaka

    3rd DGIST-WASEDA Workshop on Electrochemistry   (東京) 

    発表年月: 2015年12月

  • Physiological Balance Sensing in an Unobtrusive Manner

    Keishi Ohashi

    The Catholic University of Korea & Waseda University 2nd Joint Symposium   (Tokyo) 

    発表年月: 2015年11月

  • 生体バランス物質のさりげないセンシング

    大橋啓之, 黒岩繁樹, 秀島翔, 逢坂哲彌

    第32回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム   (新潟)  電気学会  

    発表年月: 2015年10月

  • Unobtrusive and Wireless Physiological Balance Sensing

    Keishi Ohashi, Shigeru Kuroiwa, Sho Hideshima, Takuya Nakanishi, Akane Matsuzaka, Tetsuya Osaka

    The 6th Annual Conference on RFID Technology and Application   (東京)  IEEE  

    発表年月: 2015年09月

  • True Nano, True Business

    Keishi Ohashi  [招待有り]

    The 6th International Symposium on Advanced Materials Development and Integration of Novel Structural Metallic and Inorganic Materials   (東京) 

    発表年月: 2015年06月

  • 皮膚接触型センサ

    大橋啓之

    COIプログラム センサワークショップ   JST  

    発表年月: 2015年04月

  • ナノテクノロジーの発展動向と新時代のビジネス

    大橋啓之  [招待有り]

    第70回マテリアルズ・テーラリング研究会  

    発表年月: 2015年04月

  • What is Innovation?

    大橋啓之

    Introduction to Innovation,最先端光科学講義   東京大学ALPS  

    発表年月: 2014年11月

  • ボトムアップテクノロジーとスケーリング

    大橋啓之  [招待有り]

    第27回秋季シンポジウム   セラミックス協会  

    発表年月: 2014年09月

  • コンピュータ用光配線が目指すもの

    大橋啓之  [招待有り]

    コンピューティクス研究会   (東京大学) 

    発表年月: 2014年05月

  • センサーシートで優しく見守る

    大橋啓之  [招待有り]

    FPD International 2014,第1回「クルマや医療・介護を変える『入力革命』」   日経BP  

    発表年月: 2014年03月

  • トライボロジーに纏わるビジネス経験から

    大橋啓之

    東北発素材技術先導プロジェクト超低摩擦領域講演会   東北大学  

    発表年月: 2014年02月

  • ファウンドリ時代の材料・デバイス開発

    大橋啓之  [招待有り]

    第50回秋期講演大会   日本電子材料技術協会  

    発表年月: 2013年11月

  • イノベーションと科学

    大橋啓之  [招待有り]

    フォトンサイエンス・リーディング大学院(ALPS)第2回交流会   東京大学ALPS  

    発表年月: 2013年10月

  • シリコンフォトニクス分野における電気光学セラミックス

    大橋啓之  [招待有り]

    フューチャー・フェロエレクトリックス 第5回誘電体若手夏の学校   日本物理学会誘電体分科  

    発表年月: 2013年09月

  • 基礎研究とビジネスの距離を小さくする

    大橋啓之  [招待有り]

    東北発素材技術先導プロジェクト超低摩擦領域&GRENE事業グリーントライボ・イノベーション・ネットワーク連携シンポジウム   東北大学  

    発表年月: 2012年10月

  • The Final Push to Mainstream; Can Integrated Optics Learn From Integrated Magnetics?

    Keishi Ohashi  [招待有り]

    Evening Discussion Session, International Solid-State Circuits Conference 2012   (San Francisco)  IEEE  

    発表年月: 2012年02月

     概要を見る

    The electronic industry introduced photolithography for fabricating printed circuit boards in the 1930s and semiconductor integrated circuits in the late 1950s. The success stimulated both the optics and magnetics industries. In optics, various micro-optical components have been proposed since the 1960s, and a large assortment of elemental devices using CMOS photonics has been developed. The final push to create a profitable market may be guided by the lessons learned from the hard disk drives (HDDs) in the 1990s. In magnetics, simple replacement of bulk ferrite heads with small integrated thin-film heads using photolithography was not enough to establish a new market. A key technology that enabled small HDDs was the magneto-resistive head, since its read voltage does not depend on the disk velocity. Such enabling technologies for creating a new market in integrated optics will be discussed with the merits produced by the devices operating under different mechanisms.

  • LSIと光の結合

    大橋啓之  [招待有り]

    ソサイエティ大会,依頼シンポジウム「接合技術を用いた新規集積デバイス」   電子情報通信学会  

    発表年月: 2011年09月

  • フォトニックデバイスの現状と今後の展望〜磁気デバイスとの比較〜

    大橋啓之  [招待有り]

    分科会シリコンテクノロジー,No.140 「グリーン・ナノデバイスの新たな展開」   応用物理学会  

    発表年月: 2011年08月

  • シリコンフォトニクス:技術と経済学

    大橋啓之  [招待有り]

    次世代電子デバイス教育研究開発拠点ミニセミナー   大阪大学  

    発表年月: 2011年07月

  • LSIと光

    大橋啓之  [招待有り]

    戦略的研究基盤形成支援事業「次世代LSIに向けた新機能シリコン系ナノ電子・光・スピンデバイスの創出」第2回シンポジウム   東京都市大学  

    発表年月: 2011年06月

  • 表面プラズモンデバイス

    大橋啓之  [招待有り]

    次世代ナノ研究専門委員会研究会「シリコンフォトニクスからプラズモニクス−通信応用からセンシング、イメージング」   電子情報通信学会  

    発表年月: 2011年06月

  • LSIチップ光配線開発の現状と課題

    大橋啓之, 最上徹  [招待有り]

    デザインガイア2010   電子情報通信学会  

    発表年月: 2010年11月

  • パッケージング技術

    大橋啓之

    PECST研究会議   東京大学先端科学研究所  

    発表年月: 2010年11月

  • シリコンフォトニクスとナノフォトニクス

    大橋啓之  [招待有り]

    つくばナノテク産学独連携人材育成プログラム・シンポジウム  

    発表年月: 2010年08月

  • MIRAIにおけるSiフォトニクス研究開発について

    大橋啓之, 最上徹  [招待有り]

    第145委員会「結晶加工と評価技術」研究会   日本学術振興会  

    発表年月: 2010年07月

  • 表面プラズモンアンテナとフォトディテクション

    大橋啓之  [招待有り]

    第82回研究会「ナノフォトニクス・プラズモニクスの展開」   有機デバイス研究会  

    発表年月: 2010年07月

  • On-chip Optical Interconnect to Replace Global Electric Interconnect

    Keishi Ohashi, Tohru Mogami  [招待有り]

    OptoElectronics and Communications Conference 2010  

    発表年月: 2010年07月

  • オンチップ光配線によるグローバル配線の低消費電力化

    大橋啓之

    Selete Symposium 2010   半導体先端テクノロジーズ  

    発表年月: 2010年05月

  • 半導体MIRAIプロジェクト:LSIオンチップ光配線

    大橋啓之

    第3回シリコンフォトニクス技術フォーラム   光産業技術振興協会  

    発表年月: 2010年03月

  • LSIチップ上プラズモンフォトダイオード

    大橋啓之, 藤方潤一, 板橋聖一  [招待有り]

    未踏・ナノデバイステクノロジー第151委員会,平成21年度第4回研究会   日本学術振興会  

    発表年月: 2010年01月

  • Siフォトニクス:光通信とエレクトロニクスの融合

    大橋啓之, 中村滋, 石坂政茂  [招待有り]

    H21年度第4回フォトニックデバイス・応用技術研究会   光産業技術振興協会  

    発表年月: 2010年01月

  • LSIチップ光配線技術

    大橋啓之

    半導体MIRAIプロジェクト成果報告会   半導体先端テクノロジーズ  

    発表年月: 2009年12月

  • Siフォトニクスにおける光と電気の融合

    大橋啓之  [招待有り]

    NEアカデミー:機器設計に革命を起こすSiフォトニクス   日経BP  

    発表年月: 2009年11月

  • 光インターコネクションニーズ再考

    大橋啓之  [招待有り]

    第12回シリコン・フォトニクス研究会   電子情報通信学会  

    発表年月: 2009年11月

     概要を見る

    光配線の優れた特性を活かすアプリケーションについて議論する。遅延、および消費電力を小さくすることに加えて、電磁ノイズ耐性、および直流分のアイソレーションなどの効果についても、新たな用途を開拓するのに役立つと考えられる。

  • 光のときめき(力)が半導体設計に革命を起こす!〜光配線技術が秘める大きな可能性

    大橋啓之  [招待有り]

    第40回NMSセミナー   NECマイクロシステムズ  

    発表年月: 2009年10月

  • Bonded Photonic Structure Incorporated into a Chip

    K. Ohashi, M. Nakada, T. Nakamura  [招待有り]

    35th European Conference Optical Communication 2009  

    発表年月: 2009年09月

  • 光配線によるエレクトロニクスのグリーン化

    大橋啓之  [招待有り]

    ソサイエティ大会,通信ソサイエティ特別企画:フォトニック技術によるグリーンIT実現に向けて   電子情報通信学会  

    発表年月: 2009年09月

  • 光配線はどこまでエレクトロニクスに入り込めるか

    大橋啓之  [招待有り]

    秋季第70回学術講演会,フォトニックICT研究会企画:フォトニックICTを取り巻く課題と技術   応用物理学会  

    発表年月: 2009年09月

  • Surface Plasmon Antenna for Photo Detection

    K. Ohashi, J. Fujikata, T. Ishi, K. Ishihara, D. Okamoto  [招待有り]

    Applied Plasmonics Workshop, 4th International Conference on Surface Plasmon Photonics   PLEAS  

    発表年月: 2009年06月

  • Electro-Optical Ceramic Film for On-Chip Optical Interconnect

    K. Ohashi, M. Nakada, T. Shimizu, J. Akedo, H. Tsuda, J. Park  [招待有り]

    8th Pacific Rim Conference Ceramic and Glass Technology   ACS  

    発表年月: 2009年05月

  • オンチップ光波長多重基盤技術の開発

    大橋啓之

    Selete Symposium 2009   半導体先端テクノロジーズ  

    発表年月: 2009年05月

  • オンチップ光配線のためのシリコンフォトニクス/プラズモニクス

    大橋啓之  [招待有り]

    第112回研究会   微小光学研究会  

    発表年月: 2009年05月

  • 光配線: チップ間からチップ上,チップ内へ

    大橋啓之  [招待有り]

    総合大会,エレクトロニクスソサイエティ依頼シンポジウム:シリコンフォトニクス   電子情報通信学会  

    発表年月: 2009年03月

  • Silicon Photonics and Plasmonics for On-Chip Interconnection

    K. Ohashi  [招待有り]

    2009 International Seminar on Advanced Semiconductor Materials &amp; Devices   Hokkaido University  

    発表年月: 2009年03月

  • LSIチップ光配線

    大橋啓之  [招待有り]

    講演会『シリコンフォトニクスの現状と今後の展開』   応用物理学会関西支部  

    発表年月: 2009年01月

  • Plasmonic Coupling for Photonic Device Shrink

    K. Ohashi  [招待有り]

    Microphotonics Center Fall Meeting   MIT  

    発表年月: 2008年12月

  • オンチップ光配線開発の動向

    大橋啓之  [招待有り]

    光エレクトロニクス研究会   電子情報通信学会  

    発表年月: 2008年12月

  • LSIチップ光配線

    大橋啓之

    半導体MIRAIプロジェクト成果報告会   半導体先端テクノロジーズ  

    発表年月: 2008年12月

  • Photodetector Using Surface-Plasmon Antenna for Optical Interconnect

    K. Ohashi, J. Fujikata  [招待有り]

    2008 Materials Research Society Fall Meeting   MRS  

    発表年月: 2008年12月

  • シリコンナノフォトダイオード

    大橋啓之  [招待有り]

    光エレクトロニクス第130委員会,第263回研究会   日本学術振興会  

    発表年月: 2008年11月

  • GFP2008/ECOC2008会議報告

    大橋啓之  [招待有り]

    新技術探索分科会#3 学会・展示会調査報告   新機能素子研究開発協会  

    発表年月: 2008年10月

  • AD法の応用事例 ナノフォトニクス応用

    大橋啓之  [招待有り]

    オープンラボ   産業技術総合研究所  

    発表年月: 2008年10月

  • チップレベル光配線の動向

    大橋啓之  [招待有り]

    Advanced Metallization Conference 2008   応用物理学会  

    発表年月: 2008年10月

  • Waveguide-Integrated Si Nano-Photodiode with Surface-Plasmon Antenna and Its Application to On-Chip Optical Clock Signal Distribution

    J. Fujikata, K. Nose, J. Ushida, K. Nishi, M. Kinoshita, T. Shimizu, T. Ueno, D. Okamoto, A. Gomyo, M. Mizuno, T. Tsuchizawa, T. Watanabe, K. Yamada, S. Itabashi, K. Ohashi  [招待有り]

    5th International Conference on Group IV Photonics 2008   IEEE  

    発表年月: 2008年09月

  • Silicon Photonics and Plasmonics for Electronics

    K. Ohashi  [招待有り]

    14th International Symposium on the Physics of Semiconductors and Applications  

    発表年月: 2008年08月

  • Silicon Photonic Devices and Their Integration

    K. Ohashi  [招待有り]

    International Nano-Optoelectronics Workshop 2008  

    発表年月: 2008年08月

  • 海外のシリコンフォトニクスプロジェクト

    大橋啓之  [招待有り]

    第9回シリコン・フォトニクス研究会   電子情報通信学会  

    発表年月: 2008年07月

     概要を見る

    シリコンフォトニクスが実用化され始めている。コストとサイズの問題でこれまで用いられなかったエレクトロニクスの各分野に光通信技術が使われる可能性が現実的になってきたためである。ここでは、海外のシリコンフォトニクスプロジェクトにつき簡単な報告を行う。

  • シリコンCMOSコンパチブルプロセスを用いる光クロック基盤技術の開発

    大橋啓之

    Selete Symposium 2008   半導体先端テクノロジーズ  

    発表年月: 2008年05月

  • オンチップ光配線技術

    大橋啓之

    統合研究院ワークショップ/精密工学研究所シンポジウム 次世代インターコネクト技術   東京工業大学  

    発表年月: 2008年05月

  • オンチップ光配線技術

    大橋啓之  [招待有り]

    集積光デバイス技術時限研究専門委員会 第3回研究会   電子情報通信学会  

    発表年月: 2008年05月

  • シリコンフォトニクスというアプローチ

    大橋啓之  [招待有り]

    シリコンフォトニクス技術フォーラム   光産業技術振興協会  

    発表年月: 2008年03月

  • シリコンフォトニクス

    大橋啓之  [招待有り]

    第11回光技術シンポジウム   産業技術総合研究所  

    発表年月: 2008年03月

  • シリコンチップ光配線

    大橋啓之  [招待有り]

    分科会,シリコンテクノロジー第99回研究集会「多層配線」   応用物理学会  

    発表年月: 2008年02月

     概要を見る

    光配線はLSIにおけるグローバル配線において電気配線を置き換える可能性を持っている。シリコンフォトニクスは極めて高度に確立された技術である半導体LSIの製造プロセスを用いて微細な光配線および光回路素子を形成することを可能にする。実際にLSIチップ上に光配線を持ってくるためには、光電変換および電気光変換が鍵となる。ここでは、我々が開発しているプラズモンフォトダイオードおよびナノセラミック電気光学変調器を中心にオンチップ光配線技術について報告する。

  • 大きく動き始めたシリコンフォトニクスの技術動向

    大橋啓之  [招待有り]

    第8回ファイバーオプティクスEXPO,専門セミナー  

    発表年月: 2008年01月

  • LSIチップ光配線

    大橋啓之

    半導体MIRAIプロジェクト成果報告会   半導体先端テクノロジーズ  

    発表年月: 2007年12月

  • Nano-Optics for LSI On-Chip Interconnect

    K. Ohashi  [招待有り]

    International Symposium on Advanced Nanodevice and Nanotechnology 2007   日本学術振興会  

    発表年月: 2007年12月

  • MIRAI-pjにおけるシリコンフォトニクスの開発現状

    大橋啓之  [招待有り]

    結晶加工と評価技術第145委員会,第112回研究会   日本学術振興会  

    発表年月: 2007年11月

  • Optical Interconnect Technology for Computer Systems

    K. Ohashi, T. Nakata  [招待有り]

    Asia-Pacific Optical Communications 2007   SPIE  

    発表年月: 2007年11月

  • MIRAI’s LSI Chip Optical Interconnect Project

    K. Ohashi  [招待有り]

    4th International Conference on Group IV Photonics 2007   IEEE  

    発表年月: 2007年09月

  • Achieving Convergence between Electronics and Photonics

    K. Ohashi  [招待有り]

    7th International Workshop on Future Information Processing Technologies  

    発表年月: 2007年09月

  • 新たな配線技術〜光配線技術

    大橋啓之  [招待有り]

    フロンティアプロセス2007   産業技術総合研究所  

    発表年月: 2007年08月

  • プラズモン共鳴を利用したSiナノフォトダイオード

    大橋啓之  [招待有り]

    第18回若手技術者と学生のためのレーザー応用セミナー「ナノフォトニクスの新しい潮流:ナノプラズモニクスからバイオナノフォトニクスまで」   レーザー学会東京支部  

    発表年月: 2007年07月

  • Nanophotonics for Networks: from Telecom to LSI

    K. Ohashi  [招待有り]

    2007 Japan-Italy Bilateral Workshop on Photonics for Communication  

    発表年月: 2007年07月

  • Optical Interconnect Technologies for High-Speed VLSI Chips Using Silicon Nano-Photonics

    K. Ohashi  [招待有り]

    Silicon Nanoelectronics Workshop 2007   JSAP, IEEE  

    発表年月: 2007年06月

  • 表面プラズモンのオプトエレクトロニクスへの応用

     [招待有り]

    第5回大会   ナノ学会  

    発表年月: 2007年05月

  • LSI On-Chip Optical Interconnects

    K. Ohashi, K Nishi, T. Baba  [招待有り]

    3rd International Nanotechnology Conference on Communication and Cooperation   (Belgium) 

    発表年月: 2007年04月

  • Silicon Photonics for Long-Range and Short-Range Communication

    Keishi Ohashi  [招待有り]

    3rd International Nanotechnology Conference on Communication and Cooperation  

    発表年月: 2007年04月

  • 最先端光配線技術

    大橋啓之  [招待有り]

    第54回応用物理学関係連合講演会,半導体Aシリコン分科内総合講演「LSI多層配線に関するプロセス・信頼性メカニズムと最先端技術」   応用物理学会  

    発表年月: 2007年03月

  • LSIデバイスの新探求配線の動き−光配線技術と平坦化

    大橋啓之

    プラナリゼーションCMPとその応用技術専門委員会   精密工学会  

    発表年月: 2007年02月

  • シリコンナノフォトニックデバイス

    大橋啓之

    薄膜第131委員会 第234回研究会   日本学術振興会  

    発表年月: 2007年02月

  • シリコンナノフォトダイオード

    大橋啓之

    量子エレクトロニクス研究会「シリコンフォトニクス」   応用物理学会  

    発表年月: 2007年01月

  • LSIチップ光配線

    大橋啓之

    半導体MIRAIプロジェクト成果報告会   半導体先端テクノロジーズ  

    発表年月: 2006年12月

  • シリコンナノフォトニクスの最近の動向

    大橋啓之

    ナノスケールデバイス技術専門委員会   電子情報技術産業協会  

    発表年月: 2006年12月

  • シリコンフォトニクスとナノフォトダイオード

    大橋啓之

    中部支部研究会   表面科学会  

    発表年月: 2006年12月

  • LSI上光配線

    大橋啓之

    第4回フォトニックデバイス・応用技術研究会   光産業技術振興協会  

    発表年月: 2006年11月

  • シリコンフォトニクス

    大橋啓之

    フォトニクス・イノベーションシンポジウム,光産業技術振興協会  

    発表年月: 2006年11月

  • 表面プラズモンとシリコンナノフォトニクス

    大橋啓之

    光ネットワークシステム技術第171委員会,第24回研究会   日本学術振興会  

    発表年月: 2006年11月

  • Post Cu/Low-k Wiring

    大橋啓之

    Advanced Metallization Conference 2006   応用物理学会  

    発表年月: 2006年09月

  • チップ上光配線へ向けたシリコン・フォトニクスデバイス

    大橋啓之  [招待有り]

    電子情報通信学会ソサイエティ大会,エレクトロニクスシンポジウム:シリコン・フォトニクス技術の最新動向   電子情報通信学会ソサイエティ大会,エレクトロニクスシンポジウム:シリコン・フォトニクス技術の最新動向  

    発表年月: 2006年09月

  • シリコンフォトニクスとナノフォトダイオード

    大橋啓之

    第37回NCRCプロジェクト研究推進会議研究討論会,東京大学ナノエレクトロニクス連携研究センター   東京大学ナノエレクトロニクス連携研究センター  

    発表年月: 2006年09月

  • Silicon Nanophotodiode

    K. Ohashi, J. Fujikata, T. Ishi, K. Nishi, K. Ishihara, M. Mizuno, K. Nose, T. Baba  [招待有り]

    3rd International Conference on Group IV Photonics 2006   IEEE  

    発表年月: 2006年09月

  • Development and Applications of a Si Nano-Photodiode with a Surface Plasmon Antenna

    K. Ohashi, J. Fujikata, D. Okamoto, T. Ishi, K. Makita, K. Nishi  [招待有り]

    Asia-Pacific Optical Communications 2006   SPIE  

    発表年月: 2006年09月

  • Siフォトニクス〜企業での取り組みと期待

    大橋啓之  [招待有り]

    ユビキタスネットワーク社会の光技術・産業懇談会第2回討論会   光産業技術振興協会  

    発表年月: 2006年08月

  • 表面プラズモン受光器

    大橋啓之, 西研一, 藤方潤一, 石勉  [招待有り]

    結晶加工と評価技術第145委員会 第107回研究会   日本学術振興会  

    発表年月: 2006年07月

  • LSI上光配線のための要素技術

    大橋啓之, 西研一, 藤方潤一, 石勉, 中田正文, 山田博仁, 馬場寿夫  [招待有り]

    第3回シリコン・フォトニクス研究会   電子情報通信学会  

    発表年月: 2006年05月

  • 表面プラズモンとそのエレクトロニクスへの応用

    大橋啓之

    NFM研究会   早稲田大学  

    発表年月: 2005年09月

  • 産学連携推進方策の大学比較論

    大橋啓之

    第1回オープンフォーラム,名古屋大学先端技術共同研究センター   名古屋大学  

    発表年月: 2005年09月

  • エレクトロニクスの限界を打破するSiナノフォトニクス

    大橋啓之

    第20回HPC研究会   NEC  

    発表年月: 2005年07月

  • 高密度記録とナノ加工技術

    大橋啓之

    平成15年度第6回光ディスク懇談会   光産業技術振興協会  

    発表年月: 2004年03月

  • 表面プラズモンのストレージ技術への適用

    大橋啓之, 藤方潤一, 石勉

    第127回研究会「光と磁気の最近の話題」   (Magnetics Society of Japan)  日本応用磁気学会  

    発表年月: 2003年01月

     概要を見る

    In this paper, surface-plasmon enhancement technology of near-field light foe storage technology is discussed. Near-field light is effective to create a very small heat spot, since it is localized only at surface of materials. Intensity distribution of near-field light can be controlled by surface plasmon resonance at metal surface. A concentric ring structure is investigated as a plasmon-enhancement structure. A far-field measurement showed that transmitted light was enhanced by a factor of 125. A hard-disk-drive type head with a plasmon enhancement structure and a 100 nm-diameter hole was fabricated. The head generated near-field light at least a hundred times as strong as a simple 100 nm-diameter hole does.

  • エレクトロデバイスにおけるキーテクノロジー

    大橋啓之  [招待有り]

    第81回春季年会   日本化学会  

    発表年月: 2002年03月

  • 高密度磁気記録と最先端のめっき技術

    大橋啓之, 齋藤美紀子

    技術講演会   表面技術協会中部支部  

    発表年月: 2002年03月

  • TMRヘッドの低TA特性

    大橋啓之

    第3回会合   ファイル記憶のトライボロジー研究会  

    発表年月: 2002年01月

  • 部材・デバイスレベルでの機能集積化とナノ構造制御技術

    大橋啓之

    ワークショップ ナノテクノロジープログラム〜ナノ加工・計測技術   NEDO  

    発表年月: 2002年01月

  • 高速度記録用Co-Ni-Feヘッドの特性

    大橋啓之

    ファインプレーティング研究部会第64回例会   表面技術協会  

    発表年月: 2001年12月

  • メゾスコピック記録デバイス開発技術 トンネリングを中心として

    大橋啓之

    メゾテクノロジーフォーラム   産業技術総合研究所  

    発表年月: 2001年12月

  • 最近の高密度記録磁気ヘッド技術と3次元微細加工

    大橋啓之  [招待有り]

    機能性材料の3次元微細加工技術研究会 平成13年度第2回研究会   先端加工機械技術振興協会  

    発表年月: 2001年12月

  • Nanotechnology for Storage Devices

    K. Ohashi  [招待有り]

    8th Annual International Conference on Composites Engineering  

    発表年月: 2001年08月

  • Magnetic Nanotechnology

    Keishi Ohashi

    Workshop on Magnetism and Electrochemistry   Trinity College Dublin  

    発表年月: 2001年05月

  • Electroplating for Magnetic Head

    K. Ohashi  [招待有り]

    Workshop on Magnetism and Electrochemistry   Trinity College, Dublin  

    発表年月: 2001年05月

  • Thermal Asperity of TMR Heads for Removable Disk Drives

    K. Ohashi, A. Sato, K. Ishihara, T. Matsubara, T. Mitsuzuka, H. Tsuge, N. Ishiwata

    8th Joint Magnetsm & Magnetic Materials / International Magnetics Conference   IEEE, American Physical Society  

    発表年月: 2001年01月

  • これからの超高密度磁気記録は?

    大橋啓之

    日本化学会産業懇談会技術開発フォーラム   日本化学会  

    発表年月: 2000年11月

  • 磁気ヘッド製造プロセス技術と界面設計

    大橋啓之

    未来開拓学術研究推進事業公開シンポジウム 超高密度磁気記録技術の新展開   日本学術振興会  

    発表年月: 2000年10月

  • Purity of Films and Performance of Recording Heads

    K. Ohashi, M. Saito, H. Honjo, T. Toba, Y. Nonaka, N. Ishiwata  [招待有り]

    196th Meeting of Electrochemical Society   ECS  

    発表年月: 2000年10月

  • A Read Head Structure for Magnetic Tunneling Junction

    K. Hayashi, E. Fukami, K. Nagahara, M. Nakada, K. Ohashi, K. Matsuda, A. Kamijo, T. Mitsuzuka, H. Tsuge  [招待有り]

    International Magnetics Conference 2000   IEEE  

    発表年月: 2000年04月

  • 高純度CoNiFeめっき膜およびその磁気ヘッドへの応用

    大橋啓之

    共同プロジェクト研究新機能性スピニクス材料の基礎と応用に関する研究   東北大学電気通信研究所  

    発表年月: 1999年12月

  • 高純度CoNiFe磁極ヘッド

    大橋啓之, 石綿延行, 齋藤美紀子, 石勉, 本庄弘明

    第65回マイクロ磁区専門研究会   日本応用磁気学会  

    発表年月: 1999年09月

  • Write Performance of Heads with a 2.1-Tesla CoNiFe Pole

    K. Ohashi, N. Morita, T. Tsuda, Y. Nonaka

    International Magnetics Conference 1999   IEEE  

    発表年月: 1999年05月

  • 記録ヘッド用材料

    大橋啓之

    第52回合同例会   電気化学会情報機能材料研究会・表面技術協会電子材料表面処理技術部会・表面技術協会ファインプレーティング部会  

    発表年月: 1998年12月

  • Microprocessing for Magnetoresistive Heads

    K. Ohashi  [招待有り]

    2nd International Symposium on Electrochemical Microsystem Technology   ISE  

    発表年月: 1998年09月

  • Newly Developed Inductive Write Head with Electroplated CoNiFe Film

    K. Ohashi, Y. Yasue, M. Saito, K. Yamada, T. Osaka, M. Takai, K. Hayashi

    7th Joint Magnetism & Magnetic Materials / International Magnetics Conference   IEEE, American Physical Society  

    発表年月: 1998年06月

  • ヘッド用新高Bsめっき材料

    大橋啓之, 高井まどか, 逢坂哲彌

    第103回研究会   日本応用磁気学会  

    発表年月: 1998年01月

  • 電子部品用パーマロイめっき

    大橋啓之  [招待有り]

    第19回NiDIセミナー   ニッケル開発協会  

    発表年月: 1997年08月

  • 薄膜ヘッドにおける磁歪の制御

    大橋啓之

    第89回研究会 メゾスコピックな技術磁化制御の将来への展望   日本応用磁気学会  

    発表年月: 1995年03月

  • ヘッド材料とプロセス

    大橋啓之  [招待有り]

    表面技術協会   表面技術協会第87回講演大会  

    発表年月: 1993年03月

  • 薄膜磁気ヘッドの動特性--磁壁移動と磁化回転

    大橋啓之

    スピニクス研究会   東北大学  

    発表年月: 1992年11月

  • 薄膜ヘッドにおける磁化の動特性

    大橋啓之

    第2回垂直磁気記録シンポジウム  

    発表年月: 1992年10月

  • めっき軟磁性膜の現状

    大橋啓之  [招待有り]

    磁性材料研究会第59回講演会   電気化学協会  

    発表年月: 1991年11月

  • 湿式法による新しい軟磁性薄膜材料

    大橋啓之  [招待有り]

    電気化学協会秋期大会   電気化学協会  

    発表年月: 1990年09月

  • Effect of Plated NiFe Composition on Domain Configuration

    K. Ohashi, M. Ito, T. Maruyama

    176th Meeting of Electrochemical Society   ECS  

    発表年月: 1989年10月

  • 薄膜ヘッドとめっき技術

    大橋啓之, 伊藤勝, 渡辺真

    第19回境界領域における電気化学協会セミナー   電気化学協会  

    発表年月: 1988年10月

  • Application of Electroplating to Thin Film Head

    K. Ohashi, M. Ito, M. Watanabe  [招待有り]

    172nd Meeting of Electrochemical Society   ECS  

    発表年月: 1987年10月

  • 薄膜ヘッドの動的磁化過程

    大橋啓之, 伊藤勝, 渡辺真, 丸山隆男

    研究会   日本応用磁気学会  

    発表年月: 1986年11月

  • 薄膜ヘッドの動的磁化過程

    大橋啓之, 伊藤勝, 渡辺真

    テレビジョン学会  

    発表年月: 1985年06月

  • Mechanism of 90-degree Wall Motion in Thin Film Head

    K. Ohashi

    International Magnetics Conference 1985   IEEE  

    発表年月: 1985年04月

  • 薄膜ヘッドにおける磁壁移動による雑音

    大橋啓之, 伊藤勝, 渡辺真

    総合全国大会   電子通信学会  

    発表年月: 1985年03月

  • 磁気ディスク用薄膜ヘッドの特性

    大橋啓之, 山田忠治, 丸山隆男, 伊藤勝, 渡辺真

    磁気記録研究会   電子通信学会  

    発表年月: 1982年11月

  • TbFeアモルファス膜の磁気余効

    大橋啓之, 綱島滋, 内山晋

    磁性材料研究会   電気学会  

    発表年月: 1979年01月

  • Tb-Feスパッタ膜の磁気余効

    大橋啓之, 綱島滋, 内山晋, 藤井壽崇

    薄膜第131委員会, 第94回研究会   日本学術振興会  

    発表年月: 1978年12月

  • Tb-Fe非晶質薄膜における磁気余効

    大橋啓之, 高木博嗣, 綱島滋, 内山晋, 藤井壽崇

    第2回学術講演会   日本応用磁気学会  

    発表年月: 1978年09月

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現在担当している科目

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委員歴

  • 2014年07月
    -
    継続中

    電子情報通信学会 システムナノ技術に関する時限研究専門委員会  専門委員

  • 2019年
    -
     

    科学技術振興機構  未来社会創造事業「世界一の安全・安心社会の実現」領域 ステージゲート評価 外部専門家

  • 2016年
    -
    2017年

    The Electrochemical Society  Organizer, Contemporary Issues and Case Studies in Electrochemical Innovations

  • 2011年08月
    -
    2015年07月

    電子情報通信学会 シリコンフォトニクス時限専門研究委員会  専門委員

  • 2009年04月
    -
    2015年03月

    科学技術振興機構  戦略的創造研究推進事業「プロセスインテグレーションによる次世代ナノシステムの創製」領域アドバイザー

  • 2011年04月
    -
    2014年03月

    電子情報技術産業協会  センシング技術専門委員

  • 2011年04月
    -
    2012年03月

    新機能素子研究開発協会  技術企画委員会委員長

  • 2006年04月
    -
    2012年03月

    電子情報技術産業協会 半導体部会  国際ナノテクノロジー会議 準備委員

  • 2011年
    -
    2012年

    Materials Research Society  Lead Organizer, MRS 2012 Spring, Symposium L “Group IV Photonics for Sensing and Imaging”

  • 2009年04月
    -
    2011年03月

    つくば半導体コンソーシアム  研究交流推進委員会推進委員

  • 2006年08月
    -
    2010年07月

    電子情報通信学会  シリコンフォトニクス時限研究専門委員会 副委員長

  • 2007年11月
    -
    2008年03月

    光産業技術振興協会  シリコンフォトニクスブレークスルー技術委員会委員

  • 2002年04月
    -
    2007年03月

    製造科学技術センター  ナノレベル電子セラミックス技術推進委員会 推進委員

  • 2005年04月
    -
    2006年03月

    つくば半導体コンソーシアム  NSI準備委員会LSIチップ光配線主査

  • 2005年04月
    -
    2006年03月

    光産業技術振興協会  研究企画調整会議委員

  • 2003年04月
    -
    2006年03月

    製造科学技術センター  ナノレベル電子セラミックス技術プロジェクト 運営委員

  • 1999年04月
    -
    2005年03月

    日本応用磁気学会  評議員

  • 2003年04月
    -
    2004年03月

    理化学研究所  フロンティア研究システム 戦略検討委員

  • 2001年04月
    -
    2003年03月

    先端加工機械技術振興協会  機能性材料の3次元微細加工調査研究会委員

  • 2001年04月
    -
    2002年03月

    光産業技術振興協会  近接場光研究会委員

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社会貢献活動

  • 芸術と量子とナノテクノロジー

    電子情報通信学会 システムナノ技術に関する特別研究専門委員会  第2回研究会  (早稲田大学 ナノ・ライフ創新研究機構) 

    2019年06月
    -
     

     概要を見る

    芸術と技術は、各種画材や色素の開発による新たな美術表現の探索、および新たな音響技術を取り入れた楽器の開発による音楽表現の進歩、等として互いに深い結びつきの歴史を築いてきました。今日、アインシュタインですら納得しなかったという量子の振る舞いを、人類はナノテクノロジーとして操ることに挑み始めています。本シンポジウムは、芸術と科学にまたがる異なる領域で活躍中の三名の第一人者をお招きして、未踏の境界領域への夢と挑戦、およびテクノロジーへの期待を語っていただきます。

メディア報道

  • 唾液でストレス検査簡便に

    新聞・雑誌

    日経サイエンス  

    pp. 18-19  

    2020年10月

     概要を見る

    早稲田大学の大橋啓之教授らは,ス トレスを感じると唾液 中に漏れ出る物質を簡単に測るセンサーを開発した。ストレ ス物質をとらえる分子を半導体の上に並べ,量の変化を電圧 の変化で読み取る。特殊な製造技術はいらず,検査コストが 従来より安くなるという。ストレスの有無をいち早く調べ, 健康管理に役立てる。

  • 唾液でストレス検査簡便に 早大,繰り返し使えるセンサー

    新聞・雑誌

    日経産業新聞  

    第6面  

    2020年07月

  • にじみ表現可能な省電力ディスプレイ

    早稲田大学   プレスリリース  

    2019年11月

     概要を見る

    早稲田大学ナノ・ライフ創新研究機構の大橋 啓之(おおはしけいし)研究院教授は、物質・材料研究機構(NIMS)、多摩美術大学と共同で、表示の維持に電力を必要とせず、形状も自由に加工できてアナログな色彩表現が可能なソフトディスプレイを開発し、その芸術的表現の試みとして、電気で紅葉する落ち葉型デバイスの開発を実現しました。虫食いのある自然な形状の落ち葉型ディスプレイにわずかな電流を流すだけで、自然の紅葉さながらににじむように色が変化し、しかも途中でスイッチを切るとその着色状態が保持されます。さらに、逆向きに電流を流すと緑色に戻すこともできます。本技術は自然の風合いを超えた未知の感覚を表現できるため、既存のデジタルアートを超える、未知の可能性をもたらすことが期待されます

  • グラデーション変化する調光ガラスの開発に成功

    早稲田大学   プレスリリース  

    2017年10月

     概要を見る

    早稲田大学ナノ・ライフ創新研究機構 大橋 啓之(おおはしけいし)研究院教授は、NIMS、多摩美術大学と共同で、グラデーション変化する調光ガラスを開発しました。この調光ガラスは、使用者の好みに合わせて自由に調光範囲を変えることができるため、太陽の高さに合わせて遮光範囲を変えるなど、従来の調光ガラスでは困難だった「遮光と眺望を両立する窓」として、車やビルなど様々な用途への利用が可能になると考えられます。

  • 人材育成プログラム理工系院生向け「EDGE」、相次ぎ革新アイデア創出、センサーでペット診断事業化 早大

    新聞・雑誌

    日刊工業新聞  

    第25面  

    2016年01月

  • 電波で探知するシート

    テレビ・ラジオ番組

    執筆者: 本人以外  

    テレビ東京   ワールドビジネスサテライト  

    トレンドたまご  

    2013年11月

     概要を見る

    NECグリーンプラットフォーム研究所 大橋啓之さん
    「シート全体に携帯電話の何十分の一の」
    「弱い電波を1cmの高さまで出している」
    「人が乗ると電波を妨げる」
    「電波を妨げた場所を表示する」
    シートに乗った人やモノを電波で検知するセンサーです
    人に害を与えないほどの微弱な電波が出ていて電波が妨げられた場所だけを検知します
    従来の重さを検知するモノではない為薄いアルミ箔を置いても反応します

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