关于研究室那些事 | 日本电子电气类专业的热门研究室推荐！
电子电气工学相当于国内的电子电气工程。研究电子运动，并且研究和开发与之相关的技术和设备。更具体可分为电子工学和电气工学，电子工学代表性的研究就是对半导体和磁性材料的研究，电气工学是研究电力和能源方面，比如电网电机控制等。
其中电子工学是比较热门的专业，具体来说电子通信设备比如电话、电视、卫星等等的诞生和半导体，集成电路以及电脑等各种各样的电子科技相关的专业，可以说是与我们的生活息息相关。而国内在强电领域虽然很有优势，但是在半导体和磁性体方面的发展还比较晚，与世界一流水平相比还有一定的差距。
接下来，为大家介绍一下日本的电子电气类专业的热门研究室信息，主要以日本理工科的头三所：东大，东京工业大和京都大为例展开介绍。
01
东京大学
東京大学大学院新領域創成科学研究科 大崎研究室
先端エネルギー工学専攻システム電磁エネルギー講座 大崎博之教授
大崎研究室的研究方向比较偏向电气工学。具体的研究方向是为了实现电力能源的有效应用，以及实现先进的电磁应用系统，充分的使用超电导体等先进的材料，来研究拥有优异性能的电力能源机器和系统。
研究方向之一如下图，是关于电动飞机用超导电动机的设计和系统研究。
全世界都在推行二氧化碳减排的现在，对于航空客运飞机来说也是一个亟需解决的问题。为了达成减排目标，电推进系统将作为核心技术之一来取代传统的航空燃油。但是由于可以搭乘150到180名乘客的客运飞机，至少需要输出功率40MW的动力支持。所以非常需要机械和系统的高功率输出和轻量化，于是这里就需要超导技术的应用。
为了解决以上这些问题，在大崎研究室，正在进行高功率密度的推进用超导发动机的电磁设计、从氢气涡轮发电到高功率传输系统以及包括了发动机的推进系统的开发。假设液态氢作为燃料和冷却剂，对使用MgB2超导线材电枢绕组，并使用RE基高温超导线材磁场绕组的电机进行优化设计、特性解析和系统推敲。
02
东京大学
東京大学大学院工学系研究科电子电气 黒田忠広研究室
東京大学 大学院工学系研究科電気系工学専攻 教授
システムデザイン研究センター--d.labセンター長・先端システム技術研究組合RaaS理事長
据称到2025年，芯片上的集成晶体管数会比人体的细胞数还要多。持续指数级增长的集成电路（IC），会给我们带来超乎想象的发展和变革。黑田研究室研究的是如何实现用IC技术创造的未来社会。
为了创造出可以融入社会和环境的电子产品，黑田研究室目前的研究内容包括半导体系统、3D芯片、近场耦合技术、高性能计算机、智能传感器、电力电子和人工智能技术。
黑田教授目前正在领导日本的半导体产业的复兴。从经济安全保障的角度考虑，为了解决日本半导体制造业基础的不足，黑田教授率领东大的团队进行了多方面的合作和开发。
2019年设立东大系统设计研究中心，广泛募集社会企业，以会员制的形式进行开放式的交换和讨论。2020年设立的系统技术研究组合RaaS ,是由个别企业和东大、台积电联合进行保密性的技术开发。其中的核心企业有：日立、松下、凸版印刷、MIRISE Technologies等。以东大相关项目为契机，2021年黑田教授带头引进了台积电的工厂，同年台积电在日本设立「TSMC日本3DIC研究开发中心」。
可以说，黑田教授是日本半导体研究开发方面的领头人也不为过。如果说想要接触世界最先进的半导体芯片的研究，东京大学的黑田教授绝对是最好的选择。
03
东京工业大学
東京工業大学工学院 波多野・岩崎研究室
東京工業大学工学院電気電子系 応用物理学会会長 波多野睦子教授
波多野・岩崎研究室目前的研究有两个大方面，固体量子传感器和金刚石量子光源。具体的研究内容有，使用金刚石自旋特性的“金刚石传感器（超灵敏量子磁传感器）”。只需要稍微的改变钻石的结构就可以把金刚石从“宝石”变成“量子传感器”。
如图所示，因为金刚石是碳原子构成的。通过去掉一个碳原子，并且用氮（Nitrogen）替换他，并且将其与空位（Vacancy）合成，就可以实现电子的特殊状态。电子的自旋特性会受到磁场的影响。
波多野研究室使用这种电子自旋的量子力学特性来研究使用金刚石的“高灵敏度量子磁传感器”，通过这种量子操作后获得的传感器可以感知大脑中神经元活动引起的磁场变化。有了这种“金刚石传感器”可以让至今为止难以实现的DNA·蛋白质·细胞·心脏/大脑的活动的监测变成可能。在不久的将来，这种传感器有助于监测大脑中的大规模活动，和超级计算机一起进行大规模的数据分析并实现实时成像。
同时这种技术还可以应用于生命科学和医疗方面。比如在自动驾驶技术当中，实现非侵入式的监控系统，实时感知驾驶员的驾驶情况，感受到驾驶员疲劳时进行提醒。或者是在癌症治疗中使用该传感器对检测癌症的情况。
想要报考波多野研究室，首先需要物理知识和化学知识作为基础，根据应用方向的不同还需要一些信息技术和生物方面的知识。
04
东京工业大学
東京工業大学工学院 浦壁・原田研究室
東京工業大学工学院電気電子系教授 浦壁隆浩 特任教授
三菱電機(株) 先端技術総合研究所
浦壁研究室是与三菱电机株式会社的合作研究室，主要开发与电力电子相关的基础和主要技术。在预防全球气候变暖的背景下，从电力的生产到消费过程中为了达到电力的高效和稳定，电力电子技术变得越来越重要。于是浦壁研究室的成员们正在一起推进功率半导体、电路和控制的相关技术，并展现瞬态响应特性的功率半导体设备模型的研究。同时也再进行高功率半导体元件的电路技术的开发、以机械学习为基础的电力电子设备的劣化诊断技术的研究。
可以说浦壁研究室的研究，比起之前介绍的半导体的电子工程的研究，更偏向于半导体技术在电气工程领域的应用研究。
05
京都大学
工学研究科 生体機能工学研究室
大学院 工学研究科 電気工学専攻 小林哲生教授
小林研究室通过使用最先进的电气电子工程技术对生命体的功能进行探索，将取得的结果进行应用研究。其中重点对人类的脑神经系统进研究，对脑功能进行非侵入型的观测、解析和成像，在探索大脑的高度功能系统的同时，以视觉系统为中心的感知功能、记忆、认知、意识等问题做为主题进行工学的应用。
并且，通过医学和工学的联合研究，进行生物成像和脑机接口的研究，适用于因疾病或事故而导致视力和听力等感觉和运动障碍的人。
作为文部科学省先进交叉领域创新创造基地计划“先进生物影像先进技术中心”的成员，旨在实现疾病早期发现和预防医学的医学领域创新。目前研究室正在使用激光和新的功能性脑成像系统开发一种超灵敏的光泵浦原子磁力计。并在2014年以来加入“利用创新技术阐明脑功能网络全貌的项目”，进行脑部科学的研究。
06
京都大学
工学研究科 光量子電子工学研究室
大学院 工学研究科 電気工学専攻 野田進教授
新型光纳米构造“光子晶体”的研究
光子结晶是一种具有周期性折射率分布的新型光学纳米结构，其特点是光子带隙不允许特定波长范围内的光存在。通过人为地在这种晶体中引入缺陷或控制晶格点的结构，可以使光线在很小的区域内无遗漏地弯曲成直角，从而在很小的点上捕获光子，进而完全的控制发光现象。通过以上这些操作来自由的操纵光子，在野田研究室，通过系统而深入地探索“光子晶体工程”这一新的学术领域，旨在用这种光子晶体自由控制光，并将其应用于各种设备。
具体的应用来说，目前大热的自动驾驶、机器人的自动运行以及安全传感中，有一种叫做LiDAR （Light Detection and Ranging）的激光脉冲会对障碍物进行空间扫描，目前，用于传感的激光脉冲扫描必须依靠机械方法，因此存在运行速度慢、难以小型化、可靠性低等较大的问题。而该研究室通过在小型并低价的半导体激光器上添加倾斜光束的功能并将他们排列成阵列，从而改变激光束发射的方向。实现了新型的光子晶体的激光扫描装置。
