課題解決のきっかけに！近くにあった研究と人材

ナノテクノロジー・材料

表面プラズモン高感度・簡便センサと有機デバイス～バイオ・環境センサからフレキシブルな電子デバイスまで～
キーワード

バイオセンサ、食品用センサ、ガスセンサ、有機フレキシブル太陽電池、ウェアラブルセンサ

工学部 電子情報通信プログラム 准教授 馬場 暁
社会的背景と研究の概要
我々は特に、金属薄膜表面近傍に励起する“表面プラズモン”を用いて、有機薄膜・デバイスの高感度評価技術の開発を行っています。また、表面プラズモンの励起により大きく強められた電界を利用した、次世代高効率有機デバイスの基礎・応用研究を推進 しています。これらの具体的な応用例としては、有機太陽電池、ウェアラブル電子デバ イス、バイオセンサ、ガスセンサなど多岐に渡ります。
研究の成果とアピールポイント
Light source

Sample holder

Attachment andlens holder

Red0oGreen30o45o

BlueWhite

Specific light source (UV and IR)

Sensor chipholder

Light source

また、我々はマイクロ流路を用いた透過型表面プラズモン共鳴（TSPR）法を基にしたスマートフ
ォンで検出可能なプラズモニックバイオセンシン
グシステムの開発を行っています。スマートフォンの白色LEDを光源として、CCDカメラを検出器として用いたTSPRセンシングシステムの構築により、尿などによる健康診断を将来的に家庭でも行えるよう目指しています。
図1に示すように、スマートフォンにセンシング部を取り付け・取り外しが可能なフレキシブルプ
ラズモニックシート/スマートフォン一体型システ
ムの構築を行っています。スマートフォンに簡便に着脱が可能となるPDMSを、グレーティング基板として用いたプラズモニックセンサーシートを利用しています。
図2に示すように、有機太陽電池電極表面にナノメートルサイズの加工を施すことにより、入射太陽光が表面から出て行かない。すなわち、表面に閉じ込められる光である表面プラズモンを共鳴励起し、光吸収量（光励起キャリア）を多くし、光電変換特性の向上が可能です。

Attachment

図１．スマートフォン取り付け型T-SPRセンシングシステム

期待される効果
簡便な健康チェック、環境エネルギーの活用などが可能です。具体的には、・尿センサ ・生活習慣病検査・ウェラブルセンサ ・農業用センサ ・光センサ、IoT機器用フレキシブル有機太陽電池、ウェアラブル 図２．表面プラズモンを利用した有機太陽電池有機太陽電池 等への応用です。
AB

つながりたい分野（産業界、自治体等）
・バイオセンサ、生体センサなどの各種高感度センサ、及び有機太陽電池などの有機デバイスなど、フレキシブル有機エレクトロニクス分野の活用を検討されている企業を期待します。
※お問い合わせは 新潟大学地域創生推進機構ワンストップカウンター まで onestop@adm.niigata-u.ac.jp

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情報通信

本研究のタイトルと、（必要であれば）」副題を記述してください。「企業側にとって、どういうことに役立つ研究なのか」に気づくような言葉を入れていただきたいです。
（ＨＧＰ創英角ゴシックＵＢ ９６Ｐ）＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
本研究が適する領域を右の１０領域から選んで～ ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊～貼り付けてください。

キーワード＊＊＊＊、＊＊＊＊、＊＊＊＊、＊＊＊＊、＊＊＊＊〇学部 〇〇プログラム 〇教授 〇〇 〇〇本研究のキーワード（自由）を最大５つ記述してください。
（ＨＧ丸ゴシックＭ－ＰＲＯ ５４Ｐ）＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
本研究の社会的背景と概要を、２００字＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
程度の文章で記述してください。
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊（ＨＧ丸ゴシックＭ－ＰＲＯ５４Ｐ）＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊（２００字程度）
社会的背景と研究の概要

図表が２枚の場合は、研究の成果とアピールポイントこの位置がお勧めです。
この部分には、・本研究で明らか野できたこと・他の研究に比べた優位性・アピールポイント・今後の展望などを、記載してください。

図表が３枚の場合は、この位置がお勧めです。

☆文章形式にはしないでください。
☆キーワードのみで、目を引く形式にしてください。
☆サンプルを参考にしてください。
☆文字の大きさ、フォントは、このフォント「＊」（ＨＧ丸ゴシックＭ－ＰＲＯを使用してください。

５４Ｐ）☆図、表、絵、写真を、数枚入れてください。
☆図表の位置は、右半分の、四角の線当たりがお勧めです。

期待される効果
この部分には、・本研究の成果がもたらす効果
・想定される応用例などを、記載してください。
上記「研究の成果」の☆部分は同様です。

つながりたい分野（産業界、自治体等）
・＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
本研究で、どのような業種、企業、地域の人と連携していきたいかを、・＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
文章あるいは箇条書きで、８０字程度で記述してください。
（ＨＧ丸ゴシックＭ－ＰＲＯ ５４Ｐ）
※お問い合わせは 新潟大学地域創生推進機構ワンストップカウンター まで onestop@adm.niigata-u.ac.jp

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サン
プル
キーワード

情報通信

スパースモデリングによる高次元信号復元～ 欲しい信号が劣化していたとしても ～サン
プル

ノイズ除去、ボケ除去、超解像、圧縮センシング、信号推定

工学部 電子情報通信プログラム 教授 村松 正吾
社会的背景と研究の概要
劣悪な環境下においてセンシングされた信号の復元問題や予測・推定問題の解決に取り組んでいます。特に、画像やボリュームデータを対象にデジタル信号処理の理論、アルゴリズム、実現技術の研究を行っています。信号処理はセンシングデバイスの物理的な限界を補う役割を果たします。欲しい信号が劣化していたとしても、貴重なデータをコンピュータで復元できる可能性があります。
研究の成果とアピールポイント
画像やボリュームデータなどの高次元信号の復元が可能
生成モデル、観測モデル、制約条件を考慮した信号の復元が可能
訓練データが利用できる状況での機械学習の適用が可能
信号解析や信号推定で、共同研究プロジェクトに貢献中。
・【運転支援】 車載ミリ波レーダによる障害物検出
・【防災観測】 水面からの河床状態の推定
・【生命科学】 内耳感覚上皮の断層撮像
・【医療応用】 皮膚疾患画像診断支援
・【伝統工芸】 工芸品の表面分析・CG合成など

スパースモデリングと信号復元期待される効果
劣悪な環境下での実測データからの復元
物理的な限界を超えたセンシングの実現
実測できない隠れた物理状態の推定

信号生成モデルとしての画像変換つながりたい分野（産業界、自治体等）
・産業界では、製品検査、映像分析、医療画像処理などのつながりに期待します。
・自治体などでは、防災・防犯、環境モニタリングなどのつながりに期待します。
※お問い合わせは 新潟大学地域創生推進機構ワンストップカウンター まで onestop@adm.niigata-u.ac.jp

有機・バイオエレクトロニクス研究室工学部 電子情報通信プログラム
http://researchers.adm.niigata-u.ac.jp/html/920_ja.html

自然科学系 准教授
馬場 暁 BABA Akira
専門分野

電子デバイス、有機・バイオエレクトロニクス、有機・バイオフォトニクス
ナノテクノロジー・材料

プラズモン高感度・簡便センサと有機デバイス
キーワード

表面プラズモン、バイオセンサ、フレキシブルデバイス、有機太陽電池、ガスセンサ

研究の目的、概要、期待される効果
我々は特に、金属薄膜表面近傍に励起する“表面プラズモン”を用いて、有機薄膜・デバイスの高感度評価技術の開発を行っています。また、表面プラズモンの励起により大きく強められた電界を利用した、次世代高効率有機デバイスの基礎・応用研究を推進しています。これらの具体的な応用例としては、有機太陽電池、ウェアラブル電子デバ イス、バイオセンサ、ガスセンサなど多岐に渡ります。
また、我々はマイクロ流路を用いた透過型表面プ
図１．スマートフォン取り付け型T-SPRセンシングシステム
ラズモン共鳴（TSPR）法を基にしたスマートフォンで検出可能なプラズモニックバイオセンシングシ
ステムの開発を行っています。スマートフォンの白色LEDを光源として、CCDカメラを検出器として用いたTSPRセンシングシステムの構築により、尿などによる健康診断を将来的に家庭でも行えるよう目指しています。
図に示すように、スマートフォンにセンシング部を取り付け・取り外しが可能なフレキシブルプラズモニックシート/スマートフォン一体型システムの構築を行っています。スマートフォンに簡便に着脱が可能となるPDMSを、グレーティング基板として用いたプラズモニックセンサーシートを利用しています。
図２．（純水とエチレングリコールの比を変化させることで）マイクロ流路中の屈折率を変化させたときのそれぞれの流路の光強度の変化

関連する
知的財産
論文 等

「表面プラズモン共鳴センサ装置」（特願2017-226029）「基質抗原同時検出バイオセンサ、電極、基質抗原同時検出方法、および、プログラム」（特願2014-19169）「透過光制御デバイス」（特許第5920734号） 「ケミカルバイオセンサー」（ 特許第 5181386号）

アピールポイントつながりたい分野（産業界、自治体等）

簡便な健康チェック、環境エネルギーの活用な ・バイオセンサ、生体センサなどの各種高感度セどが可能です。具体的には、・尿センサ ・生活 ンサ、及び有機太陽電池などの有機デバイスなど、フレキシブル有機エレクトロニクス分野の活用を
習慣病検査・ウェラブルセンサ ・農業用セン検討されている企業を期待します。
サ ・光センサ 等への応用です。
※お問い合わせは 新潟大学地域創生推進機構ワンストップカウンター まで onestop@adm.niigata-u.ac.jp