Dept. of Spacecraft Engineering

小林 大輔

コバヤシ ダイスケ  (Daisuke KOBAYASHI)

基本情報

所属
国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所 宇宙機応用工学研究系 准教授
東京大学 大学院工学系研究科 電気系工学専攻 准教授
学位
博士(科学)(2005年3月 東京大学)

研究者番号
90415894
ORCID ID
 https://orcid.org/0000-0002-0140-8820
J-GLOBAL ID
200901096574214055
researchmap会員ID
5000089715

外部リンク

プロフィール

何をしてる人? 宇宙電子デバイスの研究をしています。宇宙線によって生じる半導体の誤動作「ソフトエラー」が特に専門です。JAXA宇宙研と東大院電気系専攻の准教授として研究室を運営しています(本ポータルが研究室HPを兼ねています)。

どうやって? 実験して新現象を発見したり、シミュレーションをして解析したりしていますが、一番力を入れているのは現象を簡単な方程式で書く「モデリング」です。今、注目しているのは、下の3方程式を基本とする「ソフトエラー信頼性方程式」です。

 なぜ? 地上では加速器を使って宇宙線を再現して、それを半導体に当てて何が起きるか調べます。「当てて調べる」は王道で、特に信頼性保証には欠かせないのですが、加速器は数が限られているためそこでの実験は貴重です。「さっきの実験から半導体の電圧をちょっと下げたらどうなる?」といった条件ぶりを良くするのですが、その条件ぶりに意味があるとはいえ、ほとんど同じような内容を加速器実験で繰り返すのはもったいない気がします。簡単な方程式でどのパラメーターがどう結果に影響するかを記述できれば、当てなくてもわかることが増えて貴重な加速器を別のことに使えるようになります。つくった半導体を検査するために加速器の空きを待つようなもったいない時間も減らせるでしょう。どうぜ減らすなら目標はゼロ回!一回も宇宙線を当てずに「この半導体は大丈夫」と言える魔法のような方程式を作ろうとしています。

最近の様子

2026/09/03 M2の井上さんと山本さんが応用物理学会で発表します

2026/08/18 国際会議RADECSで3件発表します(共著)。

2026/06/01 論文がIEEE Transactions on Nuclear Science 2026年5月号の注目論文に選ばれました(ソフトエラー信頼性方程式)。

2026/04/30 宇宙と地上の宇宙線環境を表す一枚図を作ってみました。

2026/04/23 論文がSolar RRLで公開されました(宇宙用薄膜電子デバイス)

2026/04/22 論文がIEICE Fundamentals Reviewで公開されました(科学衛星における電子部品の信頼性保証)。

2026/03/31 M2の山藤さんが卒業しました。おめでとうございます。

2026/03/30 業績が表彰されました(宇宙用MPU)。

2026/03/17 論文がIEEE Transactions on Nuclear Scienceに採択されました(ソフトエラー信頼性方程式)。

2026/03/13 M2の山藤さんが電子情報通信学会総合大会で発表します


委員歴

 1

受賞

 9

論文

 48
  • Daisuke Kobayashi, Ayumu Ikuta
    IEEE Transactions on Nuclear Science 73(5) 1979-1992 2026年5月  査読有り筆頭著者責任著者
    (本論文は掲載号の注目論文に選ばれました) 半導体デバイスのシングルイベントアップセット(SEU)頻度を予測することは、それらを宇宙空間および地上の宇宙線環境で用いるために不可欠である。この目的のためにさまざまなSEU頻度方程式が導出されてきた。重イオンSEU断面積曲線の近似の仕方に違いがあるが、指数関数近似を用いた例はない。本研究の目的は、この指数近似からSEU頻度方程式を導出し、その妥当性を評価することである。導出された方程式は簡単な閉形式であり、物理的に直観的でわかりやすい3つのパラメータだけから成る。この方程式には、静止軌道での銀河宇宙線(重イオン放射線)および地上での大気宇宙線(中性子放射線)に対するデバイスのSEU頻度を、統一的、すなわち係数を換えるだけで予測できる可能性がある。250 nmから7 nmのテクノロジーノードで製造されたデバイスの実験データでこの方程式を検証したところ、銀河宇宙線についてはファクター2以内、大気宇宙線についてはファクター3以内の精度でSEU頻度を推定した。これは著名なPetersenの性能指数(FOM: figure of merit)公式と同程度の精度であった。さらに我々の方程式とPetersenの公式との類似性を詳しく調べた結果、両者は単に似ているだけでなく、むしろ同一であることが示唆された。すなわち現在のPetersenの公式は、その予測精度を高めるために後から校正をしている(*)。この校正は指数関数近似によって説明することができる。 (*和訳にあたっての筆者注:Petersenの公式では、別の方法で求めたSEU頻度を再現するようにパラメータが調整されている。)
  • Hiroaki Jinno, Tomoyuki Yokota, Dou Zhao, Daisuke Kobayashi, Takahiro Makino, Akinori Takeyama
    Solar RRL 10(8) 2026年4月20日  査読有り
    Ultrathin perovskite solar cells (PSCs), defined as flexible devices with total thicknesses below 10$\mu$m, are promising candidates for next‐generation space photovoltaics owing to their extremely low weight and high mechanical compliance. Although the radiation tolerance of rigid PSCs has been widely studied, that of flexible—particularly ultrathin—PSCs remains insufficiently explored, mainly due to radiation‐induced staining and degradation of conventional plastic substrates under high‐dose gamma‐ray irradiation. Here, we demonstrate 4 $\mu$m‐thick ultrathin flexible PSCs fabricated on radiation‐stable parylene/SU‐8 substrates, exhibiting exceptional gamma‐ray tolerance under severe total ionizing dose (TID) conditions. The parylene/SU‐8 substrate preserves optical transparency and mechanical compliance after irradiation, effectively suppressing substrate‐induced staining artifacts. Consequently, the ultrathin PSCs retain 99% of their initial power conversion efficiency after exposure to 890 krad (Si). By comparison with rigid PSCs, we show that irradiation‐induced short‐circuit current loss and fill‐factor enhancement originate from the PSC stack itself rather than from the substrate, with the current reduction being consistent with phase segregation in the perovskite layer. These results highlight radiation‐stable ultrathin substrates and interface design as key enablers for highly radiation‐tolerant ultrathin PSCs for future space applications.
  • Daisuke Kobayashi, Masashi Uematsu, Kazuyuki Hirose
    IEEE Transactions on Nuclear Science 70(4) 707-713 2023年4月  査読有り筆頭著者責任著者
  • Daisuke Kobayashi, Kazuyuki Hirose, Keita Sakamoto, Yuta Tsuchiya, Shogo Okamoto, Shunsuke Baba, Hiroyuki Shindou, Osamu Kawasaki, Takahiro Makino, Takeshi Ohshima
    IEEE Transactions on Nuclear Science 68(3) 232-240 2022年3月  査読有り筆頭著者責任著者

主要なMISC

 6

主要な書籍等出版物

 3

講演・口頭発表等

 219
  • K. Takeuchi, D. Kobayashi, F. Bezerra, F. Malou, J. Mekki
    Radiation Effects on Components and Systems Conference (RADECS)
    An analytical model for proton-induced single-event upset cross-sections in SRAMs is presented using parameters extracted from heavy-ion data. Measurements on a 12-nm FinFET SRAM and literature data validate the model across technologies.
  • K. Onishi, S. Kano, T. Ichikawa, N. Usami, K. Sakamoto, D. Kobayashi, T. Iizuka
    Radiation Effects on Components and Systems Conference (RADECS)
    A transformer-based LC-VCO is integrated in a 65-nm CMOS PLL, evaluated using two-photon absorption laser testing. Compared with a conventional varactor-based LC-VCO, it exhibits no SET-induced disturbances and improved SET hardness, supporting radiation-hardened frequency synthesis.
  • F. Ozaki, K. Takeuchi, A. Ikuta, D. Kobayashi
    Radiation Effects on Components and Systems Conference (RADECS)
    Petersen showed a correlation to convert heavy-ion direct-ionization SEU rates to proton indirect-ionization SEU rates. This revisit reveals that the conversion factor depends only on proton flux, reflecting similarities in neutron- and proton-induced SEU mechanisms.
  • Masahiro Inoue, Daisuke Kobayashi
    第87回応用物理学会秋季学術講演
    MRAMs comprising STT-MTJs (spin-transfer-torque magnetic tunnel junctions) may exhibit a SE (soft error) due to a propagation of noise current generated in Si after a cosmic-ray strike. Sensitivity to this propagation-induced SE would be evolved along with the device scaling, but its evolution remains unclear. We investigated this evolution by calculating magnetization switching in STT-MTJs in various generations with the LLG equation coupled with a double-exponential model for cosmic-ray-induced noise-currents. Results have revealed that STT-MTJs become more sensitive to noise along with the device scaling but their increased sensitivity would be canceled out by the reduction in noise current due to Si device miniaturization.
  • Soma Yamamoto, Hiroaki Jinno, Daisuke Kobayashi, Tomoyuki Yamamoto
    第87回応用物理学会秋季学術講演
    ペロブスカイト太陽電池の宇宙環境での応用において、地球上よりも高温耐性が要請される。本研究ではポリトリアリルアミンを正孔輸送層に用いたペロブスカイト太陽電池を作製し、宇宙環境で想定される高温環境(130℃)での耐性評価を行った。その結果、従来広く用いられている正孔輸送層(Spiro-OMeTAD)に比べて、高温でのエネルギー変換効率の減少を抑制することを確認した。

主要な担当経験のある科目(授業)

 2

主要な共同研究・競争的資金等の研究課題

 8

産業財産権

 5

主要な学術貢献活動

 18

メディア報道

 8