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須田 善行(すだ よしゆき)

所属 電気・電子情報工学系
兼務
職名 准教授
専門分野 プラズマ材料工学/カーボンナノ材料プロセス
学位 博士(工学) 北海道大学
所属学会 応用物理学会/フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会/電気学会/電気化学会
E-mail suda@ee
※アドレスの末尾に「.tut.ac.jp」を補完してください
研究室web http://pes.ee.tut.ac.jp/

研究紹介

炭素ナノ材料の合成・分析・デバイス応用ならびにプラズマと生体試料との関係について研究しています。炭素ナノ材料は,粒子状(0次元),繊維状(1次元),平面状(2次元),らせん状(3次元)と様々な形状を取ることができるだけなく,電気的・化学的・機械的特性に大変優れるため,注目しています。炭素ナノ材料を触媒担体として用いたエネルギーデバイスの開発,らせん状炭素繊維の細線化・結晶化や高収率合成法の開発,などに取り組んでいます。もう一つの主要テーマであるプラズマの研究分野では,大気圧でも安定して発生できるプラズマを医療分野へ応用することが期待されています。モデル物質を使ってプラズマが生体試料に及ぼす影響を調べることで,その機構を理解したいと考えています。

テーマ1:カーボンナノコイルを用いたエネルギーデバイスの開発

概要
カーボンナノコイル(CNC)

らせん状の炭素ナノ材料であるカーボンナノコイル(CNC)を化学気相合成法により合成し,その表面に酸化還元反応用触媒金属を担持することで,直接メタノール型燃料電池やスーパーキャパシタ等のエネルギーデバイスを開発しています。これまでに粒径2ナノメートルと極微小な触媒ナノ微粒子を高分散で担持することに成功しました。また,CNC のらせん形状を活かして,電気化学的に活性な領域を広く取れるよう十分な空隙を有する電極を形成し,エネルギーデバイスのさらなる高性能化を目指します。

キーワード

カーボンナノコイル,エネルギーデバイス,燃料電池,電気二重層キャパシタ,触媒担持,ナノ微粒子,触媒活性

テーマ2:ナノマニピュレーションによるカーボンナノコイルの電気・機械的物性評価

概要
ナノマニピュレータによってCNCを引っ張り破断する様子

カーボンナノコイル(CNC)は長さ数マイクロメートル,直径は1マイクロメートル以下ですが,ナノマニピュレーション技術の進展によって1本のCNCを操作することが可能となりました。集束イオンビーム(FIB)装置を用いて1本のCNCを基板上に固定し,さらにそのCNCを変形させます。CNCを引っ張って破断する様子を観察し,その破断面の構造が自動車等に使われる鉄製のばねと同様であることを明らかにしました。

キーワード

カーボンナノコイル,ナノマニピュレーション,集束イオンビーム, ねじり破断

テーマ3:大気圧非平衡プラズマが生体試料に及ぼす影響の検討

概要
誘電体バリア放電装置

大気圧非平衡プラズマは大気圧下でも安定して維持することができ,医療分野への応用,血液凝固や皮膚の消毒・殺菌などが進められています。プラズマが細胞に及ぼす影響やメカニズムを基礎的な立場から解明するために,細胞膜の主要成分である脂質二重膜に誘電体バリア放電(DBD)を照射し,プラズマと細胞膜との相互関係を検討します。

キーワード

大気圧非平衡プラズマ,誘電体バリア放電,脂質二重膜,気-液界面,プラズマ医療

担当授業科目名(科目コード)

物理学II(学部1年,1.5単位)
複素関数論(学部3年,1.5単位)
数理(修士1年,1.5単位)
回路論(修士1年,1.5単位)
電気応用工学(修士1年,2単位)
先端電気システム特論II(博士1年,2単位)

その他(受賞、学会役員等)

(1) カーボンナノコイルの細線化,高結晶化,高収率化
(2) アーク放電によるカーボンナノ微粒子の大量合成と電気二重層キャパシタへの応用
(3) カーボンナノチューブを用いたメモリ動作の研究
(4) 単層カーボンナノチューブを用いたガスセンサの開発
(5) カーボンナノ材料をプロセスするプラズマの診断・解析による材料合成の最適化


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