研究者業績
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 学際科学研究系 教授 (研究主幹)総合研究大学院大学 先端学術院 宇宙科学コース 教授
- 学位
- 博士(工学)(1992年3月 東京大学)
- 研究者番号
- 50249934
- ORCID ID
https://orcid.org/0000-0002-2845-9636- J-GLOBAL ID
- 200901018824285220
- researchmap会員ID
- 1000144502
宇宙環境の特性を利用した物質科学研究を通じて、地上及び宇宙空間における物質変化の基礎過程の解明に取り組んでいます。特に、微小重力、過重力及び強磁場環境を利用し、凝固・結晶成長における界面カイネティクス、熱・物質輸送、核生成過程及び熱物性を研究しています。また、結晶成長界面の形態と界面近傍の温度場・濃度場を同時に捉える顕微干渉法などのその場観察・計測技術を開発してきました。
これらの技術と実験手法を、地上実験から落下塔、小型ロケット、宇宙実験・観測フリーフライヤ(SFU)、観測ロケット、国際宇宙ステーションへと段階的に発展させてきました。JAXAのS-520観測ロケットを用いた国内共同実験に加え、NASAとの日米協力による観測ロケット実験、欧州との国際協力によるMASER実験、及びドイツとの日独協力によるTEXUS実験を推進し、宇宙ダストの核生成、半導体結晶成長、熱拡散及び燃焼現象に研究を展開しています。宇宙実験により、地上では重力の影響に隠される物理・化学過程を明らかにし、その成果を材料プロセス及び宇宙科学へ還元することを目指しています。
近年は、これまで培ってきた宇宙環境利用科学、物質科学及び飛翔実験技術を国際宇宙探査へ接続し、月・火星を含む長期的な宇宙活動における物質科学、材料プロセス及び研究基盤の形成にも取り組んでいます。基礎科学と将来の探査活動を支える観測・実験技術を相互に発展させ、有人・無人の宇宙活動を継続的な科学成果につなげることを目指しています。
研究キーワード
15研究分野
5経歴
17-
2023年4月 - 現在
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2021年6月 - 現在
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2017年4月 - 現在
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2014年4月 - 現在
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2014年4月 - 2023年3月
学歴
3-
1989年4月 - 1992年3月
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1987年4月 - 1989年3月
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1983年4月 - 1987年3月
主要な委員歴
25-
2017年4月 - 現在
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2015年10月 - 現在
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2011年7月 - 現在
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2016年1月 - 2024年3月
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2019年10月 - 2023年9月
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2014年12月 - 2016年11月
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2005年4月 - 2007年3月
受賞
7論文
190-
International Journal of Heat and Mass Transfer 266 128799-128799 2026年9月 査読有り
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International Journal of Microgravity Science and Application 43(2) 430201 2026年4月30日 査読有りIn the phase analysis, accuracy can degrade when the intensity of bright and dark lines in interference fringes varies significantly spatially, or when the phase change Δφ is temporally discontinuous. In this study, we improved the interference fringe analysis method by focusing on a local region in phase analysis and classifying phase inter-frame differences δφ’ in phase unwrapping. The objective of this study is to clarify how to set the threshold for classifying δφ’ and the accuracy of the phase φ and phase change Δφ obtained by the proposed method. Both experimentally obtained in a microgravity and artificially generated interference fringes were analyzed using the proposed method. As a result, the obtained spatial distribution of Δφ had a few outliers. In addition, it was revealed that a reliable threshold for classifying δφ’ can be automatically determined by using the total amount of tolerable noise and estimated δφ’. The phase error and the phase change error were as small as 0.025π and 0.034π rad, respectively, which is less than one-fifth of the conventional method.
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Defect and Diffusion Forum 439 291-304 2025年2月20日 査読有り
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ACS Applied Materials and Interfaces 16(35) 46433-46441 2024年9月4日 査読有り最終著者
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Frontiers in Microbiology 14 1253436 2023年12月 査読有り
MISC
290-
Proc. 7th China-Japan Workshop on Microgravity Sciences 65 2008年
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Proceeding of The 7th China-Japan Workshop on Microgravity Sciences 65-65 2008年
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宇宙利用シンポジウム 第23回 平成18年度 = Space Utilization Research: Proceedings of the Twenty-third Space Utilization Symposium 23rd 396-399 2007年3月資料番号: AA0063349113
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宇宙利用シンポジウム = Space Utilization Research: Proceedings of Space Utilization Symposium 24th(22) 2006年3月第22回宇宙利用シンポジウム(2006年1月17日-19日, 日本学術会議6階会議室 六本木、東京)共催: 日本学術会議資料番号: AA0064113011
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宇宙利用シンポジウム = Space Utilization Research: Proceedings of Space Utilization Symposium 27th(22) 35-38 2006年3月第22回宇宙利用シンポジウム(2006年1月17日-19日, 日本学術会議6階会議室 六本木、東京)共催: 日本学術会議資料番号: AA0064113001
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JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application = 日本マイクログラビティ応用学会誌 22(4) 317-317 2005年11月28日
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日本航空宇宙学会誌 = Journal of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences 53(616) 159-160 2005年5月5日
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宇宙航空研究開発機構研究開発報告 4 1-18 2005年3月本報告では,半導体結晶の溶液成長過程における以下の研究成果を述べる.(1)半導体結晶の溶液成長過程における固液界面の形態変化に及ぼす基板結晶の面方位の影響を調べるために近赤外顕微鏡を使ったその場観察実験が実施された.その結果,対流を抑制することでGaP/GaP成長界面のステップカイネティクス係数の面方位依存性が得られ,結晶成長時におけるマクロステップの挙動が評価された.また,GaAs_xP_<1-x>/GaPヘテロLPE 成長初期の固液界面の表面形態変化が基板表面の面方位依存性の視点から議論された.(2)静磁場THM 法によりTe 溶液から育成したCdZnTe 結晶の成長界面が急冷法によって調べられた.その結果,浮力対流を抑制することで速い引き下げ速度でも良質なCdZnTe 成長結晶を得られることを示した.
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JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application = 日本マイクログラビティ応用学会誌 21 53-53 2004年11月4日
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JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application = 日本マイクログラビティ応用学会誌 21(3) 224-228 2004年7月31日In situ observations were carried out in faceted transparent organic materials grown unidirectionally by multiwavelength interferometry, which enabled us to measure the distribution of temperature and solute concentration distributions in the liquid in the vicinity of the solid/liquid interface simultaneously. The aim of the experiments was to reveal a mechanism of a faceted cellular array growth taking account of an influence of latent heat of fusion of the material upon a temperature distribution in the melt. Some experimental results were briefly summarized in the present report.
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JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application 21(1) 109-110 2004年1月31日
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JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application 20 54-54 2003年10月23日
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JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application 20(3) 160-167 2003年7月30日
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日本結晶成長学会誌 30(3) 130-130 2003年The purpose of the present study was to investigate a suitable condition to damp the convection in order to measure a reliable diffusion coefficient in electrically conducting liquid under the terrestrial condition by utilizing a static magnetic field based on a numerical simulation. Consequently, application of an axial magnetic field is not effective to damp effect on the convection in melt with high aspect ratio.
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JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application 18 54-54 2001年10月1日
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JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application 18 63-63 2001年10月1日
-
JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application 18 77-77 2001年10月1日
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JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application 17 23-24 2000年10月1日
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JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application 17 31-31 2000年10月1日
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JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application 17 61-61 2000年10月1日
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JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application 17 32-32 2000年10月1日
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JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application 17 81-81 2000年10月1日
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JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application 17(3) 159-165 2000年7月31日Under the microgravity environment, it is considered that thermal convection is suppressed. Therefore, diffusion becomes the main factor of material transport. Thus it is expected that one can synthesize materials with fewer defects or unique structures and get new information about the growth mechanism of materials. Diamond possesses superior properties, for example, high hardness, high thermal conductivity, high transparency, high electron and hole mobilities, and a wide bandgap. These unique properties suggest many potential applications. The conventional techniques for depositing diamond at low pressure utilize a flow of a hydrocarbon-hydrogen gas mixture with complicated gas tubing for introducing the reaction gas into a reaction chamber and evacuating reactant gas from it. For few years, one of us (YT) had been concentrated on developing completely closed diamond synthesizing system aimed for microgravity conditions. With our experiments, we successfully confirmed that diamond was synthesized with this completely closed system, and that this system was very suitable for mounting on large centrifuges and in spacecraft.
-
材料とプロセス : 日本鉄鋼協会講演論文集 = Current advances in materials and processes : report of the ISIJ meeting 13(1) 149-149 2000年3月1日
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日本結晶成長学会誌 27(1) 40-40 2000年In this research, the morphological changes during GaP LPE growth of the S/L interface were observed under strong static magnetic field using near-infrared microscopic interferometer. We discussed the damping effect of convection on the surface morphology during dissolution and growth.
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日本結晶成長学会誌 27(1) 50-50 2000年The concentration distribution change in a hen-egg-white lysozyme solution was measured in situ using a microscopic interferometry to investigate the influence of the magnetic field on the process of protein crystal growth. It was found that highly oriented lysozyme crystals were obtained under a magnetic field without any apparent change of solubility. Some influences on the growth kinetics in the early stages of the crystal growth were also found in this research.
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日本結晶成長学会誌 27(1) 59-59 2000年In situ observation experiments of GaAs_xP_<1-x>/GaP LPE growth were performed to investigate the influence of the surface orientation of the substrates upon the morphological change at the early stage of the growth.
書籍等出版物
8-
The international academy of astronautics(IAA) 2010年 (ISBN: 9782917761090)
講演・口頭発表等
560-
14th Asian Microgravity Symposium 2024年12月4日 Indian Micro-gravity society
担当経験のある科目(授業)
6所属学協会
8-
1992年1月 - 現在
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- 現在
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2016年4月 - 2025年3月
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- 2016年3月
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- 2014年12月
Works(作品等)
1-
- 現在 その他結晶成長中の界面形状並びに温度・濃度場を同時に可視化するため、二波長干渉計を顕微鏡化し、宇宙飛翔実験に対応する小型・軽量かつ耐振動性を備えた光学計測システムとして開発した。SFU、TR-IA搭載OBS、S-520観測ロケット、国際協力観測ロケット及び国際宇宙ステーション「きぼう」の結晶成長実験へ展開した。
共同研究・競争的資金等の研究課題
38-
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(A) 2020年4月 - 2025年3月
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宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所 小規模計画 2019年4月 - 2025年3月
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宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所 小規模計画 2017年7月 - 2025年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽) 2019年6月 - 2022年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B) 2019年4月 - 2022年3月
産業財産権
3-
製鋼、金属鋳造・精錬、及び半導体作製技術などの分野において好適に用いることのできる、導電性融液中の拡散係数計測方法及び拡散係数計測装置
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Two conductive solid materials with their respective different compositions are joined in parallel with a gravity direction thereof, and then, heated and melted under static magnetic field orthogonal to the gravity direction to form two conductive melts with their respective different compositions. Then, the conductive melts are maintained for a predetermined period of time under the static magnetic field, and cooled and solidified.
学術貢献活動
9-
審査・評価文部科学省 2017年4月 - 現在宇宙航空科学技術推進委託費の研究課題について、宇宙科学及び宇宙環境利用等に関する専門的見地から、提案内容及び研究計画の審査・評価に従事した。
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企画立案・運営等宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所 宇宙環境利用専門委員会 (宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所) 2015年10月 - 現在幹事として、宇宙環境利用科学に関する研究計画、共同利用研究、飛翔実験機会及び研究コミュニティー活動の企画・運営に従事した。研究提案及び実験計画に関する専門的検討を支援し、委員会及び関連研究活動の円滑な実施に貢献した。
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企画立案・運営等宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所 国際宇宙探査専門委員会 (宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所) 2019年10月 - 2023年9月委員長として、月・火星を対象とする国際宇宙探査について、宇宙科学及び宇宙環境利用の観点から科学課題、研究シナリオ及び将来の探査活動に関する検討を企画・運営し、委員会における議論及び提言の取りまとめを行った。
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パネル司会・セッションチェア等JSASS (オンライン) 2022年2月26日 - 2022年3月4日
社会貢献活動
19メディア報道
8主要なその他
2-
1992年 - 現在観測ロケット、航空機、高高度気球、回収型宇宙機及び国際宇宙ステーションを利用した物質科学実験に従事した。S-520-24及びS-520-28号機では実験主任として、複数の科学実験、搭載装置の組込み並びに飛行・実験運用を統括した。国際宇宙ステーション「きぼう」ではFACET及びAlloy Semiconductor実験の研究代表者を務めた。
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国際宇宙ステーションにおけるInGaSb半導体結晶成長に関するnpj Microgravity掲載論文2報が、同誌およびScientific Reportsの編集部によるNature Portfolioの論文コレクション “Editor’s choice: International Space Station science” に選定された(https://www.nature.com/collections/tqprkyqshn)。うち2015年掲載論文は、Nature Partner Journals創刊4周年企画 “4th Anniversary Editor’s Choice Articles” において、npj Microgravity編集長が選定した2報の注目論文の一つにも選ばれた(https://communities.springernature.com/posts/4th-anniversary-editor-s-choice-articles)。