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:2019.06.26

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
キーワード:情報光学、ナノフォトニクス
2014.10~2018.03.
従事しているプロジェクト研究
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. Naoya Tate, Makoto Naruse, Nanoscale hierarchical optical interactions for secure information, Nanophotonics, 10.1515/nanoph-2016-0134, 6, 3, 613-622, 2017.05, 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..
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. Tsutomu Matsumoto, Naoki Yoshida, Shumpei Nishio, Morihisa Hoga, Yasuyuki Ohyagi, Naoya Tate, Makoto Naruse, Optical nano artifact metrics using silicon random nanostructures, Scientific Reports, 10.1038/srep32438, 6, 32438, 2016.09, Nano-artifact metrics exploit unique physical attributes of nanostructured matter for authentication and clone resistance, which is vitally important in the age of Internet-of-Things where securing identities is critical. However, expensive and huge experimental apparatuses, such as scanning electron microscopy, have been required in the former studies. Herein, we demonstrate an optical approach to characterise the nanoscale-precision signatures of silicon random structures towards realising low-cost and high-value information security technology. Unique and versatile silicon nanostructures are generated via resist collapse phenomena, which contains dimensions that are well below the diffraction limit of light. We exploit the nanoscale precision ability of confocal laser microscopy in the height dimension; our experimental results demonstrate that the vertical precision of measurement is essential in satisfying the performances required for artifact metrics. Furthermore, by using state-of-the-art nanostructuring technology, we experimentally fabricate clones from the genuine devices. We demonstrate that the statistical properties of the genuine and clone devices are successfully exploited, showing that the liveness-detection-type approach, which is widely deployed in biometrics, is valid in artificially-constructed solid-state nanostructures. These findings pave the way for reasonable and yet sufficiently secure novel principles for information security based on silicon random nanostructures and optical technologies..
4. Naoya Tate, Tadashi Kawazoe, Wataru Nomura, Motoichi Ohtsu, Current-induced giant polarization rotation using a ZnO single crystal doped with nitrogen ions, Scientific Reports, 10.1038/srep12762, 5, 12762, 2015.08, Giant polarization rotation in a ZnO single crystal was experimentally demonstrated based on a novel phenomenon occurring at the nanometric scale. The ZnO crystal was doped with N+ and N2+ ions serving as p-type dopants. By applying an in-plane current using a unique arrangement of electrodes on the device, current-induced polarization rotation of the incident light was observed. From the results of experimental demonstrations and discussions, it was verified that this novel behavior originates from a specific distribution of dopants and the corresponding light–matter interactions in a nanometric space, which are allowed by the existence of such a dopant distribution..
5. 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, 成瀬誠, 西尾俊平, 法元盛久, 大八木康之, 吉田直樹, 松本勉, 局所階層的相互作用に基づくナノ光セキュリティ, フォトニクスニュース, 2016.12.
主要学会発表等
1. 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.
2. Naoya Tate, Tadashi Kawazoe, High-efficiency wavelength conversion material based on nano-scale optical near-field interactions, 5th Japan-Korea Joint Symposium on Advanced Solar Cells 2018 (2nd International Symposium on Energy Research and Application), 2018.02.
3. Naoya Tate, Nanoscale character extraction for nano-optical metric system, The 7th Korea-Japan Workshop on Digital Holography and Information Photonics (DHIP2017), 2017.12.
4. 竪直也, 表面電流駆動型空間光変調効果の発現とその応用, 電子情報通信学会レーザ・量子エレクトロニクス(LQE)研究専門委員会 2017年5月研究会, 2017.05.
5. Naoya Tate, Nanophotonics-based optical energy conversion for solar cell applications, 4th Japan-Korea Joint Symposium on Advance Solar Cells 2017, 2017.02.
特許出願・取得
特許出願件数  4件
特許登録件数  1件
学会活動
所属学会名
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
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
2018.10.21~2018.10.24, International Symposium on Imaging, Sensing, and Optical Memory 2018 (ISOM '18), Local Organizing Committee.
2019.04.24~2019.04.26, Information Photonics 2019 (IP19), Steering Committee.
2018.12.18~2018.12.21, The 8th Japan-Korea Workshop on Digital Holography and Information Photonics (DHIP2018), Local Organizing Committee.
2017.12.19~2017.12.22, The 7th Korea-Japan Workshop on Digital Holography and Information Photonics (DHIP2017), 座長(Chairmanship).
2017.02.09~2017.02.10, 4th Japan-Korea Joint Symposium on Advance Solar Cells 2017, 座長(Chairmanship).
2016.05.09~2016.05.13, EMN Meeting on Droplets 2016, 座長(Chairmanship).
2015.10.28~2015.10.30, Optics & Photonics Japan 2015, 座長(Chairmanship).
2015.09.13~2015.09.16, 2015年秋季 第76回応用物理学会学術講演会, 座長(Chairmanship).
2015.07.07~2015.07.10, The 10th Asia-Pacific Conference on Near-field Optics (APNFO10), 座長(Chairmanship).
2016.12.19~2016.12.22, The 6th Korea-Japan Workshop on Digital Holography and Information Photonics (DHIP2016), 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.
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
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)
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
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
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。
 
 
九州大学知的財産本部「九州大学Seeds集」