光科学研究部門

光システム物理研究分野

ナノ粒子・分子のダイナミック光マニピュレーション
プラズモニックナノ構造体による光ナノシェーピング
微小光共振器やナノファイバを用いた高機能光デバイス
単一分子・単一ナノ粒子のダイナミック分光計測
ナノ局在光の角運動量操作と分子励起プロセス制御

ナノ材料光計測研究分野

超解像蛍光・ラマン顕微鏡法の開発
単一細胞内部の動的挙動の直接観測
単一細胞内に直接アクセスできる内視鏡法の開発
薬・遺伝子輸送システム

コヒーレント光研究分野

Ｘ線回折顕微法による細胞小器官などのナノ構造解析
超高速コヒーレントＸ線イメージング法の開発
集光コヒーレントＸ線を用いたイメージング法の開発と生命科学への応用
光子の干渉を利用したＸ線分光法
原子分解能Ｘ線ホログラフィー

物質科学研究部門

フォトニックナノ材料研究分野

光機能性分子およびナノ材料
センシングとバイオイメージング用の蛍光プローブ
単分子検出およびイメージング
低次元材料中の電荷キャリアダイナミクスの制御
エネルギーおよび電子移動のためのハイブリッドナノ材料

電子物性材料創成研究分野

凝縮電子系物質の新規開発
カイラル構造物質とその特異な電子状態の探索
非周期構造を持つ新規積層物質開発

インタラクション機能材料研究分野

空間選択的自己集合による無機ナノ材料の構造-組成-機能設計とデバイス展開
堅牢性と分子認識能を兼ね備えた無機/有機ナノセンサ材料の開発
集積化人工嗅覚センサおよび匂いのデジタル化
匂いによる生体化学情報の収集-解析-利活用

生命科学研究部門

生体分子デバイス研究分野

DNA及びDNA-mimeticsの組織化と光機能化
DNA分子を鋳型とした金属ナノワイヤーの創製
人工ウイルスカプセルを用いたドラッグデリバリーシステムの構築

光情報生命科学研究分野

高速バイオイメージング
大規模3D蛍光イメージング
深層学習による生体画像解析、情報抽出
光波エンジニアリングによる光遺伝学的生体制御

連携研究部門

社会連携客員研究分野

非線形ダイナミクスを用いた生体リズムの解析
歩行リズム解析による健康管理システムの開発
社会システム分析における質的認知手法の導入に関する研究
先端科学技術分野における研究組織論のあり方に関する研究

拠点アライアンス連携研究分野

新概念コンピューティング研究分野

自然現象の創発現象を用いた新概念コンピューティングの探求
社会課題を物理現象にマッピングするモデル化技術の探索
社会の複雑なネットワーク構造から規則的なグラフへの埋め込み技術の開発

人間知・脳・AI研究教育センター連携研究分野

台湾国立陽明交通大学理学院連携研究分野

附属グリーンナノテクノロジー研究センター

薄膜機能材料研究分野

機能性酸化物を使った光・電気・磁気を同時に記憶する薄膜デバイスの開発
導電性酸化物の超構造作製と熱電材料としての可能性追求
特殊なエピタキシャル成長法の開発
新しい透明酸化物半導体薄膜トランジスタの開発

光電子ナノ材料研究分野

ナノ構造スピントロニクスデバイスの創製
磁性薄膜を用いた光・磁気・電子デバイスの開発
新規超伝導物質の合成と高特性化
キャリアと圧力の同時制御による新機能物性の探索
ナノインプリント法による光学素子の開発
電圧印加による低温インプリント
コロナ放電処理によるガラスの表面特性制御
パラジウム触媒電極を用いたアルカリ－プロトン置換

ナノアセンブリ材料研究分野

機能性超分子構造を組み込んだ分子性導体・磁性体の創製
固相分子モーターの開発
分子集合体ナノワイヤの構築とデバイス展開
双安定性を有する分子集合体の開拓
ポリオキソメタレートを用いた超分子構造の構築と物性制御
固気界面場での金属錯体集積
有機及び金属錯体FETの開発

物質・デバイス研究戦略室

附属社会創造数学研究センター

人間数理研究分野

自走物質に対する数理解析
表皮構造と皮膚疾患の数理解析
生物モデルの構築と数理解析
離散変分法を応用した自走運動現象の数理解析
反応拡散系のパターン形成

データ数理研究分野

（化学反応や蛋白質の構造転移などの）状態変化における「偶然と必然」に関する基本原理
1分子時系列情報に立脚したトップダウン的構成論とボトムアップ的還元論を橋渡しする新しい生命システム解析理論の創出
隷属原理を越えた階層間の情報伝達と機能
複雑分子系における適応、頑健性および創発
単一分子分光を用いた生体計測への応用

知能数理研究分野

アメーバからヒトにいたる生命知の基本アルゴリズムの探求
ヒトにやさしい機械インターフェースの設計指針の探索
単細胞生物の行動と情報処理過程の可視化技術の開発
生物行動の多様性と柔軟性を担うダイナミクスの解明
生体システムの用不用適応即から読み解く形状と機能の最適化
バイオレオロジーによる生体運動の力学機構の解明

実験数理研究分野

数理科学協働研究分野

共創研究支援部

ニコンイメージングセンター

本研究分野は、バイオイメージング技術に関する更なる技術改良、或いは新技術開発およびその生物学研究への応用を推進し、本学と顕微観察技術関連企業との連携強化ならびに本学における教育研究の豊富化、活性化や国際的な交流を目的とします。

最先端の顕微鏡とイメージング機器を設置し、基礎研究の環境を提供する
顕微鏡に馴染みのない研究者からハイエンドユーザーまで様々なレベルに合わせて顕微観察法のトレーニングコースを行う
顕微鏡ユーザーのアイデアを反映した新型顕微技術の開発を行う

電子科学研究所は国際連携による研究遂行・人的交流を推し進めています。各国（アジア：6、欧米：4）の研究所・センターと交流協定を締結し、スタッフや学生の交流、ジョイントシンポジウム等や共同研究プロジェクトを実施しています。国際連携推進室は、国際連携に関する企画立案・計画助言により国際連携活動を一層発展させる役割を担うとともに、国際ネットワークのハブとして連携活動を充実・強化するために平成24年度に設置されました。国内の研究所ネットワークと海外の研究組織ネットワークとの連携プログラムの設置を行っています。

毎年、海外から講演者を招待してのRIES-Hokudai国際シンポジウム
海外研究機関との学術協定締結（2018年9月現在でアジア6研究機関、欧米4研究機関）
文部科学省二国間共同研究事業、JST戦略的国際科学技術協力推進事業ほか（2007–2013年）
生物学と周辺領域の学際的国際共同研究を推進するヒューマン・フロンティア・サイエンス・プログラムグラント賞受賞2007年1件、2010年2件、2013年1件　（受賞数（理研、東大に次いで）全国3位、教員数あたりの受賞率全国トップ）
イグノーベル賞　2008年、2010年
優れた日英共同研究に授与される大和エイドリアン賞受賞1件(2010年）
優れた国際共同研究実績　Science 2007,2010, Adv. Mater. 2012, 2014, Nature Materials 2013, Nature Commun. 2015, Nat. Chem. Biol. 2017, ACSnano 2018他

ナノテクDXセンター

私たちは電子線描画装置を中心とした技術によるナノマイクロ微細加工、透過型電子顕微鏡をはじめとする多様な分析機器群による微細構造解析による最先端研究・開発のための研究支援活動を行っています。学内ユーザーヘの装置講習のみならず、他大学、公的機関、民間企業ユーザーヘも技術相談、装置講習、技術代行を実施します。また、積極的に共同研究の受け入れも行います。

北海道大学電子科学研究所・台湾国立陽明交通大学理学院共同教育研究センター

技術部

システム・装置開発技術班

装置開発・機械加工グループは各種工作機械を用いた実験機器の設計・開発・製作にあたっています。学内全域からの受注、およびGFC試作ソリューション事業を通じ学外からも受注しています。システム開発グループではデータ解析やIoT技術を駆使したシステム開発、広報グループでは研究所のウェブサイトの運用、広報、情報ネットワークに関する依頼を受けています。

システム・装置開発技術班製作品例

微細加工・イメージング解析技術班

クリーンルームおよび共用設備、ならびにニコンイメージングセンターの維持管理、改善、利用指導、など運営を行っています。ナノテクプラットフォーム事業の技術支援として、ナノテク連携推進室を通じて、産学問わず学外に対して、技術相談・技術補助・技術代行等の業務も行っています。

※両班は、研究所全体に関わる業務として、行事や液化窒素講習会の支援なども行っています。

分野ごとの研究内容