九州大学 研究者情報
研究者情報 (研究者の方へ)入力に際してお困りですか?
基本情報 研究活動 教育活動 社会活動
竪 直也(たて なおや) データ更新日:2024.03.04

准教授 /  システム情報科学研究院 情報エレクトロニクス部門 集積電子システム講座


主な研究テーマ
ナノ光情報システム・デバイスに関する研究開発
キーワード:情報光学、ナノフォトニクス
2014.10.
従事しているプロジェクト研究
科研費 基盤研究(S), 「匂いの時空間揺らぎ情報に基づく人探索」
2022.09~2027.03, 代表者:林健司, 九州大学.
NEDO 経済安全保障重要技術育成プログラム, 「半導体・電子機器等のハードウェアにおける不正機能排除のための検証基盤の確立」
2023.09~2025.08, 代表者:川村信一, 産業技術総合研究所.
JST CREST「トポロジカル材料科学に基づく革新的機能を有する材料・デバイスの創出」領域, 「自己組織化トポロジカル有機マイクロ共振器の開発」
2020.10~2025.03, 代表者:山本洋平, 筑波大学.
NEDO「高効率・高速処理を可能とするAIチップ・次世代コンピューティングの技術開発/研究開発項目:革新的AIエッジコンピューティング技術の開発」, 「AIエッジデバイスの横断的なセキュリティ評価に必要な基盤技術の研究開発」
2018.11~2023.03, 代表者:古原和邦, 産業技術総合研究所.
JST CREST「コンピューティング基盤」領域, 「光ニューラルネットワークの時空間ダイナミクスに基づく計算基盤技術」
2018.10~2024.03, 代表者:鈴木秀幸, 大阪大学.
研究業績
主要著書
1. Naoya Tate, "Nanophotonics-Based Self-optimization for Macro-optical Applications" in Nanophotonic Information Physics: Nanointelligence and Nanophotonic Computing, Springer, 2017.01.
2. 竪直也, 「高収率光エネルギー変換部材・ナノフォトニックドロップレット」, 近赤外・紫外線-波長変換と光吸収増大による太陽電池の高効率化技術, S&T出版, 2016.01.
主要原著論文
1. T. Ohteki, S. Sakai, N. Tate, Nano-Photonic Metrics: Fundamentals and Experimental Demonstration, Photonics, 10.3390/photonics9080551, 9(8), 551, 1-7, 2022.08, As the popularity of Internet of Things (IoT) increases, there is a considerable demand for the improvement of physical security, owing to the increase in edge devices. However, fabrication and measurement techniques used by attackers are also improving continuously, and hence, it is becoming increasingly difficult to ensure the security of each device using conventional approaches. To counter variable attacks in this context, the concept of nano-photonic metrics has been proposed, which is based on a functional collaboration between existing physical security and near-field optical techniques. In this approach, the optical signals obtained from optical near-field interactions, which are induced between the target with nano-scale structures and the tip of the scanning probe as the reader, are defined as the unique features of each device to be authenticated. When attackers attempt spoofing, they must fabricate not only clones of original nano-scale structures but also the scanning probe; otherwise, they cannot impersonate regular users. Moreover, the estimation of the nano-scale structures of the target and the characteristics of the probe is typically a complex, inverse problem. Therefore, a novel authentication is expected to be performed. In this paper, we report the results of the quantitative evaluations of the performance from the viewpoint of physical security and the experimental verification of the practicality of the proposed approach..
2. Naoya Tate, Tadashi Kawazoe, Wataru Nomura, Motoichi Ohtsu, Shunsuke Nakashima, Development of Zinc Oxide Spatial Light Modulator for High-Yield Speckle Modulation, IEICE Transactions on Electronics, 10.1587/transele.E99.C.1264, E99-C, 11, 1264-1270, 2016.11, In order to realize high-yield speckle modulation, we developed a novel spatial light modulator using zinc oxide single crystal doped with nitrogen ions. The distribution of dopants was optimized to induce characteristic optical functions by applying an annealing method developed by us. The device is driven by a current in the in-plane direction, which induces magnetic fields. These fields strongly interact with the doped material, and the spatial distribution of the refractive index is correspondingly modulated via external control. Using this device, we experimentally demonstrated speckle modulation, and we discuss the quantitative superiority of our approach..
3. Naoya Tate, Makoto Naruse, Tsutomu Matsumoto, Morihisa Hoga, Yasuyuki Ohyagi, Shumpei Nishio, Wataru Nomura, Motoichi Ohtsu, Non-scanning optical near-field microscopy for nanophotonic security, Applied Physics A: Materials Science & Processing, 121, 4, 1383-1387, 2015.07, We propose a novel method for observing and utilizing nanometrically fluctuating signals due to optical near-field interactions between a probe and target in near-field optical microscopy. Based on a hierarchical structure of the interactions, it is possible to obtain signals that represent two-dimensional spatial patterns without requiring any scanning process. Such signals reveal individual features of each target, and these features, when appropriately extracted and defined, can be used in security applications—an approach that we call nanophotonic security. As an experimental demonstration, output signals due to interactions between a SiO2 probe and Al nanorods were observed by using near-field optical microscopy at a single readout point, and these signals were quantitatively evaluated using an algorithm that we developed for extracting and defining features that can be used for security applications..
主要総説, 論評, 解説, 書評, 報告書等
1. 竪直也, 長谷川智士, 中村友哉, 池田佳奈美, 30年後のAI×30年後のオプティクスを語ろう, 光学, 2022.04.
2. 竪直也, ナノ光技術を活用した高度光セキュリティの実現に向けた取り組み, レーザー研究, 2019.06.
主要学会発表等
1. 竪直也, 量子ドット分散型光ニューラルネットワークの開発とその機械学習応用, 電子情報通信学会 2023年総合大会, 2023.03.
2. 竪直也, ナノ系光物理の情報処理応用, トポロジー領域 第4回CREST-さきがけ合同セミナー, 2021.10.
3. 竪直也, ドレスト光子とその高効率波長変換への応用, ドレスト光子の関連技術推進の為の基礎的数理研究, 2018.03.
特許出願・取得
特許出願件数  5件
特許登録件数  1件
学会活動
所属学会名
レーザー学会
日本光学会
Institute of Electrical and Electronics Engineers
The Optical Society
応用物理学会
学協会役員等への就任
2023.04, 日本光学会 情報フォトニクス研究グループ, 副会長.
2020.04~2022.03, Optical Review, Topical Editor.
2020.04~2022.03, 日本光学会, 運営委員.
2019.10, ドレスト光子研究起点, 顧問.
2019.01, IEEE Fukuoka Section, 幹事.
2018.10, 日本光学会 AI Optics研究グループ, 幹事.
2018.10, 電子情報通信学会 レーザ・量子エレクトロニクス研究専門委員会, 専門委員.
2017.05~2018.03, Scientific Reports, Editorial Board.
2015.04~2018.03, 応用物理学会九州支部, 理事.
2015.04~2018.03, International Display Workshops, 運営委員.
2010.04~2018.03, 日本光学会 情報フォトニクス研究グループ, 幹事.
2011.04~2017.03, 日本光学会 情報フォトニクス研究グループ ナノ光情報システムワーキンググループ, 運営委員.
2011.04~2018.03, 電子情報通信学会 情報ネットワーク科学時限研究専門委員会, 専門委員.
学会大会・会議・シンポジウム等における役割
2024.04.24~2024.04.26, Information Photonics 2024 (IP24), Steering Committee.
2023.12.18~2023.12.23, The 13th Japan-Korea Workshop on Digital Holography and Information Photonics (DHIP2023), Steering Committee Chair.
2023.11.25~2023.11.16, 2023年度応用物理学会九州支部学術講演会, 現地実行委員・総務.
2023.09.08~2023.09.09, Information Photonics 2023 (IP23), Program Committee.
2023.03.13~2023.03.14, 第2回光ニューロワークショップ, 主幹事.
2022.11.13~2022.11.16, 日本光学会年次学術講演会(Optics & Photonics Japan 2022), 現地実行委員.
2022.04.20~2022.04.22, Information Photonics 2022 (IP22), Steering Committee.
2021.12.22~2021.12.23, The 11th Japan-Korea Workshop on Digital Holography and Information Photonics (DHIP2021), Co-chair.
2020.12.15~2020.12.18, The 10th Japan-Korea Workshop on Digital Holography and Information Photonics (DHIP2020), Co-chair.
2020.11.16~2020.11.19, International Technical Conference of IEEE Region 10 (TENCON 2020), Japan Sections Supporting Committee.
2022.07.29~2022.07.31, The 13th Asia-Pacific Conference on Near-Field Optics (APNFO13), Organizing Committee.
2021.10.26~2021.10.29, 日本光学会年次学術講演会(Optics & Photonics Japan 2021), プログラム委員.
2021.01.18~2021.01.20, 第41回 レーザー学会年次大会, 現地実行委員(会計係主査)、プログラム委員.
2019.04.24~2019.04.26, Information Photonics 2019 (IP19), Steering Committee.
2019.12.17~2019.12.20, The 9th Japan-Korea Workshop on Digital Holography and Information Photonics (DHIP2019), Program Committee.
2019.12.02~2019.12.05, Optics & Photonics Japan 2019, プログラム委員.
2018.12.18~2018.12.21, The 8th Japan-Korea Workshop on Digital Holography and Information Photonics (DHIP2018), Local Organizing Committee.
2018.10.21~2018.10.24, International Symposium on Imaging, Sensing, and Optical Memory 2018 (ISOM '18), Local Organizing Committee.
2017.04.18~2017.04.21, Information Photonics 2017 (IP2017), Steering Committee.
2017.01.07~2017.01.09, 第37回 レーザー学会年次大会, プログラム委員.
2016.12.19~2016.12.22, The 6th Korea-Japan Workshop on Digital Holography and Information Photonics (DHIP2016), Local Organizing Committee.
2015.07.07~2015.07.10, The 10th Asia-Pacific Conference on Near-field Optics (APNFO10), Program Committee.
2014.12.16~2014.12.18, The 4th Korea-Japan Workshop on Digital Holography and Information Photonics (DHIP2014), Secretary.
学会誌・雑誌・著書の編集への参加状況
2023.04, 光学, 国内, 編集委員.
2017.04, Scientific Reports, 国際, 査読委員.
2020.04~2024.03, Optical Review, 国際, 査読委員.
学術論文等の審査
年度 外国語雑誌査読論文数 日本語雑誌査読論文数 国際会議録査読論文数 国内会議録査読論文数 合計
2023年度    
2022年度    
2021年度      
2020年度      
2019年度      
2018年度      
2017年度      
2015年度   28    29 
受賞
第26回(2012年度)独創性を拓く 先端技術大賞 フジサンケイ ビジネスアイ賞, フジサンケイ ビジネスアイ, 2012.07.
平成23年度 光科学技術研究振興財団 研究表彰, 光科学技術研究振興財団, 2012.03.
平成22年度 第52回 日本光学会 光学論文賞, 日本光学会, 2011.03.
第12回エリクソン・ヤング・サイエンティスト・アワード, エリクソン・ジャパン, 2010.11.
第27回(2009年秋季)応用物理学会 講演奨励賞, 応用物理学会, 2010.03.
研究資金
科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)
2017年度~2018年度, 若手研究(B), 代表, 高度物理セキュリティ実現のためのコンパクトなナノ特徴量読み取りシステムの開発.
科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会以外)
2023年度~2025年度, NEDO 経済安全保障重要技術育成プログラム, 分担, 半導体・電子機器等のハードウェアにおける不正機能排除のための検証基盤の確立.
2022年度~2026年度, 科研費 基盤研究(S), 分担, 匂いの時空間揺らぎ情報に基づく人探索.
2020年度~2025年度, JST CREST, 分担, 自己組織化トポロジカル有機マイクロ共振器の開発.
2018年度~2020年度, NEDO「高効率・高速処理を可能とするAIチップ・次世代コンピューティングの技術開発/研究開発項目:革新的AIエッジコンピューティング技術の開発」, 分担, AIエッジデバイスの横断的なセキュリティ評価に必要な基盤技術の研究開発.
2018年度~2023年度, JST CREST, 分担, 光ニューラルネットワークの時空間ダイナミクスに基づく計算基盤技術.
寄附金の受入状況
2023年度, ドレスト光子研究起点, ドレスト光子研究起点寄付金.
2022年度, ドレスト光子研究起点, ドレスト光子研究起点寄付金.
2021年度, ドレスト光子研究起点, ドレスト光子研究起点寄付金.
2020年度, ドレスト光子研究起点, ドレスト光子研究起点寄付金.
2019年度, ドレスト光子研究起点, ドレスト光子研究起点寄付金.
2018年度, 東電記念財団, ナノ光技術を活用した高収率光エネルギー変換シートの開発.
2017年度, 東電記念財団, ナノ光技術を活用した高収率光エネルギー変換シートの開発.
2016年度, 東電記念財団, ナノ光技術を活用した高収率光エネルギー変換シートの開発.
2016年度, 村田学術振興財団, 酸化物半導体単結晶を用いた巨大光変調効果の実証とその光エレクトロニクスデバイス応用に関する研究.
2016年度, 吉田学術教育振興会, 希少性・毒性フリーな高収率蛍光部材量産技術の開発.
2015年度, 村田学術振興財団, 酸化物半導体単結晶を用いた巨大光変調効果の実証とその光エレクトロニクスデバイス応用に関する研究.
2015年度, 吉田学術教育振興会, 希少性・毒性フリーな高収率蛍光部材量産技術の開発.
学内資金・基金等への採択状況
2019年度~2019年度, システム情報科学研究院 スタートアップ支援経費, 分担, 次世代超解像形態観察技術のための光伝播再構成に基づいたニアダイレクトイメージングに関する実証的研究.
2018年度~2018年度, システム情報科学研究院 スタートアップ支援経費, 代表, 空間並列学習機構をもつ進化計算実装のための4Dナノフォトニックアーキテクチャに関する実証的研究.
2016年度~2016年度, システム情報科学研究院 スタートアップ支援経費, 代表, コンパクトなナノ特徴量読み取り装置実装プラットフォームの構築.
2016年度~2016年度, 研究活動基礎支援制度「国際学会派遣支援」, 代表, EMN Meeting on Droplets 2016.
2015年度~2015年度, 九州大学教育研究プログラム・研究拠点形成プロジェクト(P&P), 代表, 酸化物半導体結晶による超巨大光変調効果の実態解明に関する研究.
2015年度~2015年度, 研究活動基礎支援制度「国際学会派遣支援」, 代表, EMN Meeting on Droplets 2015 .
2014年度~2014年度, 九州大学教育研究プログラム・研究拠点形成プロジェクト(P&P)特別枠, 代表, ナノ光量子系のゆらぎを用いた高収率光情報処理の実装.

九大関連コンテンツ

pure2017年10月2日から、「九州大学研究者情報」を補完するデータベースとして、Elsevier社の「Pure」による研究業績の公開を開始しました。