東北大学電気系21世紀COEプログラム
新世代情報エレクトロニクスシステムの構築“Universal Visual Communication”

プログラム概要
文部科学省21世紀COEプログラム情報・電気・電子分野に採択されました「新世代情報エレクトロニクスシステムの構築」では、NT・IT融合研究教育センターのもとで、世界最強の学際的な研究教育センターのコミュニケーションを実現するグローバルネットワークを目指して、材料・プロセス・評価等の基礎研究・支援研究、最先端のキーデバイス開発研究からコンピューティングに至る幅広い研究を展開しています。
一方、教育面では挑戦的で学際的な研究課題に先導的に取り組む強い精神力と能力を有する、創造性豊かなエリート人材の育成を目指しています。
昨年は、次世代に向けて若い4人の事業推進担当者を新たに加え、24名 (うち10名がコアメンバー) が事業推進分担者として登録されています。 また、中間評価で、全電気・情報系のCOEプログラムの中でトップレベルの評価を頂き、順調に最終目標に向かって着実に邁進しています。
拠点リーダー 内田龍男 (電子工学専攻、教授)
事業推進担当者 計 24名

事業推進担当者：計24名
NT・IT融合研究教育を強化・発展させ、世界最強の学際的電気・通信・電子工学研究教育拠点形成を図る

21世紀COE企画室

委員長：
内田 龍男 （NT・IT融合研究教育センター長・２１世紀COEプログラム
拠点リーダー、大学院工学研究科電子工学専攻教授）
委 員：
畠山 力三 （Aグループリーダー、大学院工学研究科電子工学専攻教授）
高橋 研 （Bグループリーダー、未来科学技術共同研究センター教授）
川又 政征 （QIスクールリーダー、大学院工学研究科電子工学専攻教授）
安達 文幸 （Cグループリーダー、大学院工学研究科電気・通信工学専攻教授）
庭野 道夫 （電気通信研究所ナノ･スピン実験施設教授）
櫛引 淳一 （大学院工学研究科電気・通信工学専攻教授）
長 康雄 （電気通信研究所情報デバイス研究部門教授）
上原 洋一 （電気通信研究所情報デバイス研究部門教授）
松浦 祐司 （大学院工学研究科電気・通信工学専攻助教授）
大野 英男 （電気通信研究所ナノ･スピン実験施設長教授）
室田 淳一 （電気通信研究所ナノ･スピン実験施設教授）
大見 忠弘 （未来科学技術共同研究センター客員教授）
小谷 光司 （大学院工学研究科電子工学専攻助教授）
舛岡富士雄 （電気通信研究所情報デバイス研究部門教授）
坪内 和夫 （電気通信研究所ブロードバンド工学研究部門教授）
村岡 裕明 （電気通信研究所ブロードバンド工学研究部門教授）
伊藤 弘昌 （電気通信研究所所長ブロードバンド工学研究部門教授）
四方 潤一 （電気通信研究所ブロードバンド工学研究部門助教授）
羽生 貴弘 （電気通信研究所ブレンウエア実験施設教授）
中沢 正隆 （電気通信研究所ブロードバンド工学研究部門教授）
澤谷 邦男 （大学院工学研究科電気・通信工学専攻教授）
阿曾 弘具 （大学院工学研究科電気・通信工学専攻教授）
牧野 正三 （大学院工学研究科電気・通信工学専攻教授）

www.ecei.tohoku.ac.jp/21coe/

研究教育活動新世代情報エレクトロニクスシステムの構築

創造性豊かで強靭なエリート人材の養成

Cグループ
コンピューティング・トランスポートシステム
Bグループ
４大キーデバイス
Aグループ
基礎研究・支援研究

QIスクールの活動
電気通信研究所及び未来科学共同研究センターの教官と一体となって国際社会への還元並びに挑戦的で学際的な研究課題に先導的に取り組む強い精神力と能力を有する創造性豊かなエリート人材の育成を行うこと。
（１）専門領域にとらわれず周辺領域への関心を深め広い視野で見渡す力量（２）国際的舞台で単独で活躍できる語学力を含む
力量とアグレッシブな精神（３）東北大学の伝統である常に基礎に戻る実学と新産業創出の意識の育成を目指した教育を計画。
第2回大学院生主体ミニ国際会議●競争的環境下でのランキング研究支援金制度等
Ｈ１６ １億4８00万円のエラントリ（Errantry）教育（若手育成のために６３％を支出)●国内外から優秀な博士課程学生を選抜●エリート博士の輩出
37％●世界的若手研究者の育成
ＲＡ雇用費
ポスドク雇用費19％

業績評価によるランキング付き
リサーチ・アシスタント
雇用および研究奨励費（６１名の雇用）

大学院生運営による第2回ミニ国際会議（87名発表）スーパーインターンシップ制度(1名ＮＡＳＡで3ヶ月研修）

21世紀COE企画室

32％
5％

7％

研究奨励費
ミニ国際会議海外短期研修支援金

博士論文優秀賞表彰（3名）
若手海外短期研修支援
プログラム（4名）
英語能力開発支援プログラム（21名）

www.ecei.tohoku.ac.jp/21coe/

基礎研究・支援研究Ａ
グル｜プ

材料・プロセス

新しい物性

ナノスコピック自己組織化界面材料
プロセス制御法の開発

電子の電荷とスピン活用の半導体エレクトロニクスの開拓

ナノサイズの電子デバイス

評価・分析
走査型誘電率・トンネル顕微鏡によるアトム・ナノエンジニアリング

磁性体・3端子スピン機能デバイス

アトム評価・ナノ構造創成新小型高速大容量記録法
プローブ
ＦＭ 復調器
ＬＣ 共振回路資料

Cｓ

４大キーデバイス開発研究
超高集積低消費電力半導体デバイス

超高密度大容量ストレージデバイス

超高集積低消費電力システムLSIの開発

テラビット磁気記録対応ナノ分散微粒子型薄膜媒体の開発
超高面記録密度 １ Tbit/inch2

２０GHｚ動作可能 １００〜１０００ TOPS/W

Ｂ
グ
ル｜
プ

超低電力高精細ディスプレイデバイス

超高速超高周波域光デバイス
超小型・超広帯域光源開拓による
超高速光通信デバイスの開発

液晶の基盤技術の確立と超低電力・高性能ディスプレイデバイスの実現

未踏破領域THz波光源 大容量性・高速性光デバイス

１ｍｓ以下の高速応答、1/10 〜 1/100 の超低電力
大画面・広画角：対角 6〜10m、180°ペーパーライクディスプレイ

コンピューティング･トランスポートシステム研究
Ｃグル｜プコンピューティング
超高速大容量コンピューティング
アルゴリズム・アーキテクチャの構築

21世紀COE企画室

光トランスポートシステム

ワイヤレスシステム

超高速光トランスポート・ネットワーク
システムの開発

超高速ワイヤレス通信ネットワーク
システムの実現

テラビット/秒 時分割多重光伝送

バーチャルセルによる１００Mbps 伝送

www.ecei.tohoku.ac.jp/21coe/

受賞者の方々メダル
２００５年度OPA Ｒ．Ｗ．Ｗｏｏｄ Ｐｒｉｚｅ (5月)
中沢正隆教授

２００４年度Thomson Scientific Award (11月)
安達文幸教授
２００４年度ＳＩＤ Jan Rajchman Prize (5月)内田龍男教授

２００５年度欧州物理学会賞 (7月)
大 野 英 男 教授

２００５年度日本学士院賞 (6月)
大 野 英 男 教授

研究水準の自己評価（事業推進担当者2４名）

２００５年度産学官連携推進功労者 文部科学大臣賞 (6月)内田龍男教授事業推進担当者の世界での研究レベル • 学術論文••••••

平成16年度の主な受賞
16名
名名
名
名

61212122

141210

人数

国際的学術賞
国内学会学術賞
財団などの学術賞
学生論文賞
その他

8642

最近の成果

0To p1%

To p

10 %
T op

30 %
2 0~

Top

50 %
3 0~

> To

p50%

279件
国際会議発表
296件
招待講演
67件
著書
12件
受賞
34件
競争的資金
25億円
肩を並べる他の研究機関‒ Georgia Institute of Technology(コンピューティング、システム、ＬＳＩ）‒ Ｓｔａｎｆｏｒｄ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ(ナノテク、光デバイス、半導体)‒ ＩＢＭ ＴＪ．Ｗａｔｓｏｎ Ｒ．Ｃｅｎｔｅｒ（ナノテク、ストレージ、半導体、液晶）‒ Ｋｅｎｔ Ｓｔａｔｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ(液晶ディスプレイ）

ユニバーサル・ビジュアル･コミュニケーション
超高品質映像ソース

動画像圧縮
プロセッサ
超高速・低消費電力LSI個

別伝

ユニバーサル・データ・サーバ

電子の電荷とスピン活用の半導体エレクトロニクスの開拓
強磁性半導体の電気的な磁化反転技術の開発を行い、(In,Mn)As において、ゲート電界印加による磁化反転に世界で初めて成功した。また、(Ga,Mn)Asにおいて電流による磁壁移動磁化反転に世界で初めて成功した。

バックボーンネットワーク（ＯＴＤＭ）

送
動画像
圧縮・展開
プロセッサ

ニューヨーク界隈の ナビ
データを送って！

半導体スピントロニクスとは情報技術を支える電子

進行中の研究 (COE21による成果)
強磁性半導体を用いた新しい可能性
電界制御磁性

半導体: 電荷磁性体: スピン

弱電界

電荷とスピンの両方を使う
半導体エレクトロニクス

全画角ディスプレイ
ローカルストレージ

超高速OTDM伝送用短光パルス発生
分散減少光ファイバ中のソリトン効果を用いたパルス圧縮により、超高速
光時分割多重(OTDM）伝送用のフェムト秒光パルスの発生に世界で初めて成功し、1テラビット/秒OTDM伝送実現の可能性を示した。
超高速ＯＴＤＭ用フェムト秒光パルスの発生実験

光時分割光多重（OTDM)伝送システム
波長多重多重伝送のみでは、波長管理が膨大、制御性が低下
OTDMとWDMの組み合わせによる制御柔軟性に優れた超高速光伝送の実現
テ ラ ビ ッ ト / 秒 OTDM の た め の フ ェ ム ト 秒
光パルスの発生技術がキーポイント

λ1

１６０Ｇ〜１Ｔｂｐｓ
OTDM
time

time

ＷＤＭ

λX/N

ＯＴＤＭ

波長ＯＴＤＭ波長λ240 GHzモード同期
ファイバレーザ EDFA（光増幅器）

１〜１０Ｔｂｐｓ
OTDM/WDM伝送

分散減少ファイバ
1 km
圧縮前

圧縮後

1.5 ps104 fstim
e

波長ＯＴＤＭ信号

誘導ブリルアン散乱が安定なパルス圧縮の障害
光源スペクトルに僅かな周波数変調(〜100 MHz)を印加して誘導ブリルアン散乱を40 dB以上抑圧

成果発表：国際会議ＵＰ2004，ＥＣＯＣ2004、新聞報道

21世紀COE企画室

成果発表：
・Ｓｃｉｅｎｃｅ2003
・Ｎａｔｕｒｅ2004
・新聞報道多数

電気的磁化反転

電流
電界でキャリア数を変化させるこ とにより、磁性を制御磁壁に垂直に電流を印加して磁壁を移動させる

ナノスケールの磁石の磁化反転技術

大画面・高品位液晶ディスプレイ
超低電力・高品位・反射型カラー液晶ディスプレイ
１．拡散光制御理論（ＤＬＣ理論）と偏光制御理論（ＰＬＣ理論）により液晶ディスプレイを飛躍的性能向上に成功
２．ＯＣＢモードの初期配向転移の解明と制御に初めて成功すると共に、光学設計モデルを確立し、広視野角・高速液晶ディスプレイの可能性を実証
成果発表：
・J. SID 2003.
・Jpn. J. Appl. Phys. 2002
・J. SID. 2004
・IDRC, 2003.
・新聞報道多数
・特許出願多数

大画面ディスプレイ

反射型・カラー液晶ディスプレイ

www.ecei.tohoku.ac.jp/21coe/