特別研究(二)

Master Thesis Research 2

998E734

84GRRES601

中嶋　宇史

Takashi Nakajima

2025年度前期、2025年度後期

2025年度

③First semester, Second semester

集中講義

Intensive lectures

先進工学研究科　物理工学専攻

Department of Applied Physics, Graduate School of Advanced Engineering

4.0単位

卒業研究（研究指導）

Graduation research(Research Guidance)

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

微小エネルギー変換デバイスとスマートセンサの高機能化・高性能化を目指し、材料創製、計測、デバイス、プロセス、アルゴリズムに関する実践的研究を行う。

The focus of this course is practical research on materials developments, measurements, devices, processes, and algorithms for improving the functionality and performance of energy harvesting devices and smart sensors.

微小エネルギー変換デバイスやスマートセンサ、およびそこで使われる材料に関する研究に主体的に取り組むことで、高度な専門知識や研究技能を身に付けるとともに、自らが論理的に思考し、諸問題を解決できる能力を身につける。
本専攻のディプロマ・ポリシーに定める「高度な専門的学識・研究能力と教養」、「問題解決能力」、「人間性豊かな教養と高い倫理観」、「国際的な視点と対話能力」を身につけるための科目である。

The purpose of this course is to help students acquire advanced expertise and research skills as well as logical thinking and problem solving abilities through research activities.
This lecture also focuses on acquiring abilities required in the diploma policy of this major: "advanced expert knowledge and research ability", "problem solving abilities", "wide-ranging and in-depth education and high ethical perspective", "international perspective and advanced communication skill".

特別研究㈠〜㈡を通して
1) 研究計画を自ら立案できるようになる。
2) 学術論文を正しく理解し、先行研究の調査が充分に行えるようになる。
3) 当該分野の専門知識を習得するとともに、実験技術、解析手法を高度に活用できるようになる。
4) 研究内容を効果的かつ印象的に伝えられるプレゼンテーションができるようになる。
5) 研究文書を論理的に構成し、内容を正しく伝えられる文書を作成することができる。

The goals of this course are to
1) be able to design research plan.
2) be able to understand academic journals correctly and to investigate prior research thoroughly.
3) acquire expertise and utilize experimental and analytical skills.
4) acquire abilities to perform effective and attractive presentation.
5) acquire abilities to write scientific documents logically and correctly.

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

特別研究㈠〜㈡は、単なる知識の習得や一方的な指導の享受ではなく、学生自身が最先端の科学の一端を担う一員として研究に参加しながら、様々な問題解決能力の獲得や新発見の実現方法を学ぶものである。そのため、以下の点に特に注意しながら、研究を推進させてほしい。

・必ず研究ノートをつけること。第三者が実験結果を再現できるよう実験結果を正しく記録すること。研究ノートには日付を記入し、研究内で着想を得たアイデアや仮説等も記述すること。

・研究の倫理規定を遵守すること。

・薬品や機器の取り扱いについては、その取扱い方法と関連法案をよく理解し、安全第一で実験に取り組むこと。

・研究室の構成員全員でアカデミックな環境維持に努めること。

This course focuses on not only acquisition of knowledge but also acquisition of various abilities for problem solving and innovation through research activities participating as a member of scientists. Therefore, please pay attention to the following points during research.

- Be sure to record research results on notebook.

- Be sure to comply with ethical standards of research.

- Regarding handling of chemicals and equipment, be sure to understand its handling methods and related lows. It is also essentially important to work on experiments with safety first.

- Be sure to maintain academic environment together with all members of the laboratory.

課題に対する作文　Essay／ディベート・ディスカッション　Debate/Discussion／グループワーク　Group work／プレゼンテーション　Presentation／PBL (課題解決型学習)　Problem-based learning／フィールドワーク　Practice/Fieldwork／実験　Experiments／実習　Practical learning

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準備学習：
研究を開始する前に実験計画を立て、その実験の目的、実験方法、予想されうる実験結果について入念に検討を行うこと。また、関連する実験手法、解析方法、参考とすべき概念等に関して、文献調査を行う。

復習：
実験が終わったら、その都度データを整理し、研究ノートにまとめる。そのうえで、当初期待された結果が得られているかを検証し、課題解決に向けた次の取り組み内容について検討を行う。

Preparation:
Before starting the research, be sure to make an experiment plan, carefully examine purpose of experiment, experimental procedure, and expected experimental results. It is also required to survey articles on relevant experimental methods, analysis methods, and fundamental physics

Review:
After experiment, be sure to summarize the results on a notebook and examine validity of data as well as next plan to improve the results.

研究成果(50%)、ゼミでの発表内容と議論(25%)、研究ノート(25%)により総合的に評価する。
特別研究では、都度、研究の進捗状況に応じた助言を行う。

Gating will be decided based on research results (50%), presentation contents and discussion in seminars (25%), and research notes (25%).
In this course, advises will be suggested accordingly.

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

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教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

必要に応じて、適宜指示する。
Course materials will be announced in lectures

大学の定めるコロナ感染拡大防止対策に基づき、研究室内の人数、滞在時間を制限した状態で、研究室及び外部の研究機関等で実験を行う。
研究内容に関する指導に関しては、対面ならびにオンラインで行う。

【研究テーマ】
機能性圧電材料創出、機能性熱電材料創出、スマートセンサ創出に関連した研究テーマとして以下のいずれかについて研究を行う。

1) 極性高分子PANおよびP(VDCN/VAc)の誘電率発現機構に関する研究
2) 高配向シルクフィルムの圧電性とその応用に関する研究
3) 単層カーボンナノチューブへのキャリア注入と機能性デバイスの創成
4) ケーブル型圧電センサを用いた応力検出とその応用に関する研究
5) エレクトレット超音波センサーを用いた動的位置検出に関する研究

【ゼミ】
ゼミ（週1回）：研究内容について報告し、研究室メンバー全員で議論を行う。発表担当者は発表レジュメを作成し、配布する。

【年間のスケジュール】
1. 前期・前半
特別研究㈠の研究成果を取りまとめ、学会発表の申し込みを行う。また、先行研究に関するより詳細な調査を行い、研究の独創的な点を明確にする。

2. 前期・後半
実験と考察を積み重ね、学会発表を行う。

3. 後期・前半
最終結論を補完するための実験を行い、普遍的な結論を導き出す。

4. 後期・後半
2年間の研究成果を総括し、修士論文としてまとめる。また、その内容を修士論文発表会にて発表する。

Based on the policy of Covid-19 prevention set by TUS, the experiments can be conducted in the laboratory and other research institutes. In principle, the instructions will be done online and face-to-face as necessary.

[Research topics]
This course focuses on development of novel piezoelectric materials, thermometric materials, and smart sensing devices. The examples of the research topics are

1) Research on Mechanism of Dielectric Property Manifestation in Polar Polymers PAN and P(VDCN/VAc)
2) Research on Piezoelectricity of Highly Oriented Silk Films and Their Applications
3) Research on Carrier Injection into Single-Walled Carbon Nanotubes and the Development of Functional Devices
4) Research on Stress Detection Using Cable-Type Piezoelectric Sensors and Its Applications
5) Research on Dynamic Position Detection Using Electret Ultrasonic Sensors

[Seminar]
Once a week.
Making a presentation on research results and discussing with all members of the laboratory. The presenters must prepare their presentation resumes.

[Schedule]
1. First half of first semester
Applying for presentation of academic conference based on the results obtained in Special research 1. Also, clarifying originality of research through more detailed investigation on prior research.

2. Last half of first semester
Making a presentation at academic conference based on research results.

3. First half of second semester
Deriving universal conclusions for master's thesis after accumulating compartmental experiments.

4. Last half of second semester
Writing master's thesis based on the results. Also, making a presentation at master's thesis presentation meeting.

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COMSOL Multiphysics／-

教育用ソフトウェアの使用については、適宜指示する。

Instructions for the use of educational software will be provided as appropriate.

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