卒業研究

Graduation Research

9982818

82UGRES401

山本　貴史、田村　隆治

Ryuji Tamura, Takafumi Yamamoto

2026年度前期、2026年度後期

2026年度

③First semester, Second semester

集中講義

First semester (concentrated lecture)
Second semester (concentrated lecture)

先進工学部　マテリアル創成工学科

Department of Materials Science and Technology, Faculty of Advanced Engineering

6.0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

本科目は、カリキュラムポリシーの１および４に基づき、特に４の「科学現象を自ら観察し、その結果を論理的に解釈できる能力」を涵養することを目的とする。

年度初めのガイダンスで提示される研究テーマの中から一つを選択し、関連する先行研究の調査を通じて研究背景と課題を理解したうえで、材料設計の考え方、試料作製、実験・測定手法の習得、データ取得および定量的解析を段階的に行う。得られた結果については、仮説との対応関係や物理的・化学的意味を考察し、研究成果として体系的に整理し、卒業論文としてまとめる。

研究では、準結晶・近似結晶を中心とした機能性材料を対象に、構造・電子状態・物性の相関を理解し、設計指針に基づいて新しい物性や機能を引き出すことを目指す。また、必要に応じて複数の評価手法を組み合わせ、実験データの信頼性や再現性についても検討する。

以下は研究テーマの一例である。
(1) 新しい準結晶および近似結晶の探索と構造解析
(2) 準結晶・近似結晶における電気・磁気物性の評価と設計指針の検討
(3) 電子状態・結晶構造制御に基づく新規永久磁石材料の開発
(4) 構造・組成制御による新規触媒合金および機能性合金の創製

This course is based on items 1 and 4 of the curriculum policy, with a particular focus on item 4: 'Being able to observe scientific phenomena and interpret the results independently.'

At the beginning of the academic year, students will select one research topic from those presented during the guidance session. They will then study the background of the research, acquire experimental techniques, prepare samples, obtain experimental data, analyze the data, and compile their findings into a graduation thesis.

Examples of research topics include:
(1) Exploration of new quasicrystals and approximant crystals
(2) Evaluation of electrical and magnetic properties of quasicrystals and approximant crystals
(3) Development of novel permanent magnets
(4) Development of new catalytic alloys.

This course is based on items 1 and 4 of the curriculum policy, with particular emphasis on item 4: the ability to independently observe scientific phenomena and logically interpret experimental results.

At the beginning of the academic year, students select one research topic from those presented during the guidance session. Through a survey of relevant literature, they first acquire an understanding of the research background and objectives. Students then proceed step by step to learn materials design concepts, sample preparation techniques, experimental and measurement methods, data acquisition, and quantitative data analysis. The obtained results are critically examined in relation to the initial hypotheses, and their physical and chemical significance is discussed. The outcomes of the research are systematically organized and compiled into a graduation thesis.

The research focuses primarily on functional materials such as quasicrystals and approximant crystals. Students are expected to deepen their understanding of the relationships among structure, electronic states, and physical properties, and to explore how novel properties and functions can be realized based on rational design principles. When appropriate, multiple experimental and analytical techniques are combined, and attention is paid to the reliability and reproducibility of experimental data.

Examples of research topics include:
(1) Exploration and structural characterization of new quasicrystals and approximant crystals
(2) Evaluation of electrical and magnetic properties of quasicrystals and approximant crystals, and examination of underlying design principles
(3) Development of novel permanent magnet materials based on control of electronic states and crystal structures
(4) Synthesis of new catalytic and functional alloys through structural and compositional design

与えられた研究テーマに関して、その背景を調べ、未解明な事項を抽出し、実験方法を策定し、実験を実施し、データを整理・解析を行い、一定の結論を導き、卒業論文にまとめることが目的である。

The objective is to investigate the background of the given research theme, extract unresolved issues, devise experimental methods, conduct experiments, organize and analyze data, draw consistent conclusions, and compile them into a graduation thesis.

与えられた研究テーマに対し、自ら、実験方法を策定し、実験を実施し、データ整理・解析を行い、科学論文にまとめられるようになることが目標である。

The goal is to independently devise experimental methods, conduct experiments, and organize and analyze data for the given research theme, aiming to compile them into a scientific paper.

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/​​​

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準備学習
各研究テーマに関連する論文をあらかじめ指示するので、良く読んで理解しておくこと。
復習
データの整理、解析を行い、なぜそうなったのかを考察する。また、その結果を踏まえて次の実験内容を策定する。

Preparatory Learning
Read and understand the papers related to each research theme, which will be provided in advance.
Review
Organize and analyze data, contemplate why certain outcomes occurred. Additionally, based on these results, formulate the content for the next experiment.

研究態度（40%）
卒業論文（40%）
卒業研究発表（20%）

Research attitude (40%)
Graduation thesis (40%)
Graduate research presentation (20%)

・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/

適宜指示する。

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全ての対面授業回への出席を原則とする。成績評価は、「成績評価方法」に基づき、研究への取り組み姿勢、実験・解析能力、研究成果および卒業論文の内容を総合的に評価する。

(1) 新たなハイパーマテリアル（準結晶および近似結晶）の創製
準結晶および近似結晶は、正二十面体クラスターを基本構造単位とする新しい物質群であり、その構造および基礎物性の解明は物質科学における重要な研究課題である。本テーマでは、新たな準結晶および近似結晶の探索・合成を行い、結晶構造、電子状態および物性を評価することで、従来にない特性を有する物質の創製を目指す。また、その過程を通じて新奇な物理・化学現象の発見や、新しい物質概念の創出を目指す。

(2) ハイパーマテリアルの電子・磁気物性
既に見出されているハイパーマテリアルを対象として、その電子物性および磁気物性を詳細に調べ、ハイパーマテリアル特有の新現象の解明を目指す。特に、正二十面体クラスター固体における磁気転移は本研究室において発見された現象であり、その発現機構の理解は重要な課題である。本テーマでは、SQUID磁束計などの精密測定手法を用いて磁気転移や磁気秩序を系統的に調べ、その物理的起源を明らかにするとともに、新しい物質科学の枠組みの構築を目指す。

(3) 新規永久磁石の開発
高温環境下においても高性能を維持する永久磁石の開発は、エネルギー・環境技術の観点から喫緊の課題である。本テーマでは、高温特性に優れた新規永久磁石材料の創製を目指し、特に粒界構造や微細組織の制御に着目する。これにより、高保磁力、高抵抗などの優れた磁気特性を有する永久磁石の開発を行う。

(4) 貴金属に関する応用研究
金や白金などの貴金属を対象として、構造制御や合金設計により新たな機能や付加価値を付与する応用研究を行う。触媒特性、電子物性、耐環境特性などの観点から評価を行い、実用材料としての可能性を検討する。

Attendance at all in-person class sessions is required in principle. Student performance will be evaluated comprehensively based on engagement in research activities, experimental and analytical skills, research outcomes, and the quality of the graduation thesis, in accordance with the stated evaluation criteria.

(1) Synthesis of Novel Hypermaterials (Quasicrystals and Approximant Crystals)
Quasicrystals and approximant crystals constitute a novel class of materials characterized by icosahedral clusters as their fundamental structural units. Elucidating their structures and fundamental properties is an important challenge in materials science. In this theme, students explore and synthesize new quasicrystals and approximants, and evaluate their crystal structures, electronic states, and physical properties. The goal is to create materials with unprecedented characteristics, as well as to discover new physical and chemical phenomena and develop new concepts in materials science.

(2) Electronic and Magnetic Properties of Hypermaterials
This theme focuses on elucidating the electronic and magnetic properties of previously discovered hypermaterials in order to uncover novel phenomena intrinsic to these systems. In particular, magnetic transitions in icosahedral cluster solids—originally discovered in our laboratory—represent a key research topic whose underlying mechanisms remain to be fully understood. Using precision measurement techniques such as SQUID magnetometry, students investigate magnetic transitions and magnetic ordering in detail, aiming to clarify their physical origins and contribute to the establishment of a new paradigm in materials science.

(3) Development of Novel Permanent Magnets
The development of high-performance permanent magnets that operate reliably at elevated temperatures is an urgent technological challenge. In this theme, students aim to develop novel permanent magnet materials with excellent high-temperature performance. Special emphasis is placed on controlling grain boundaries and microstructures to achieve superior magnetic properties, such as high coercivity and high electrical resistivity.

(4) Applied Research on Precious Metals
This theme involves applied research aimed at imparting new functionalities and added value to precious metals such as gold and platinum. Through structural control and alloy design, various properties—including catalytic performance, electronic properties, and environmental durability—are evaluated to assess their potential as advanced functional materials.

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