  ▲东京大学先端科学技术研究中心大楼 基本情况  中文名： 日本东京大学先端科学技术研究中心 英文名： Research Center for Advanced Science and Technology， The University of Tokyo，简称RCAST 日文名： 東京大学先端科学技術研究センター 成立时间： 1987年5月21日 地理位置： 日本东京都目黑区驹场4丁目6番1号 研究领域： 材料、环境能源、社会科学、信息、生物医化学、无障碍 官网： http://www.rcast./ja/ 历史沿革 1877年4月 日本东京大学创立。 1987年5月 日本东京大学先端科学技术研究中心成立。 1992年4月 开设了东京大学研究生院工学研究科先端学际工学专业博士课程。 1997年4月 设立了知识产权大部门。 2004年4月 日本东京大学变成国立大学法人；与先端经济工学研究中心合并后，成为东大的第11个附设研究所；废除大部门制度。设立了与先端研息息相关的经营战略会议和先端研委员会。 组织架构  研究领域及在研项目 （一）材料领域 （1）年吉·Tixier三田研究室（极小器件理工学领域） 不久的将来，地球上的传感器将超过1兆个，人类社会将进入“万亿传感器”社会。这被称为物联网时代，或者信息空间与物理空间充分融合的“网络物理系统”（CPS，Cyber Physical Systems）。不管如何称呼，想要获取物理空间的信息，不仅仅需要传感器，还需要响应的GPS功能、无线通信功能，还有最重要的，为这些功能提供电力的超小型自给电源。 该研究室主要使用MEMS（微机电系统，Micro Electro Mechanical Systems）技术，进行可以从环境振动中回收10mW级电力的能量采集器的研究。  ▲MEMS振动发电能量采集器  ▲振动发电中的MEMS能量采集器 （与日本静冈大学共同研究） （2）出村研究室（理论化学领域） 内阁府的战略创新创造计划中的“革新结构材料”中，正在进行材料整合系统（Materials Integration System）的开发。希望通过高效整合工艺、结构、特性、性能等，大幅缩短结构材料开发所需的时间。 该开发以东京大学和物质材料研究机构（NIMS）为中心，多个企业、大学、公立机关共同参与。（研究负责人：东京大学副校长小关俊彦教授）该实验室作为该计划的参与方，主要利用晶体塑性开发一种可以快速获得材料变量，预测材料性能的方法。  ▲结构材料开发的四要素  ▲非均匀组织材料寿命预测的工作流示例 （3）近藤研究室（高功能材料领域） 该研究室主要利用III-V族化合物半导体进行可变换激光波长的非线性光学器件开发。 以CH3NH3PbI3为代表的金属卤化物钙钛矿物质是一种新的化合物半导体家族。最近，该材料被发现是一种十分优秀的太阳能电池材料。钙钛矿太阳能电池是源自日本的技术，它改变了人们对太阳能电池的一贯认识，是一种革命性的发现，现在全球的研究者都在关注这一技术。但是为什么会发现该材料的异常特性？要怎样才能进一步提高太阳能电池的效率这些都还属于未知领域。该实验室作为该领域的领头人，主要进行金属卤化物钙钛矿半导体的基本物性的探索，也进行面向实用性薄膜太阳能电池开发的器件研究。  ▲用在空间反演中的分子束外延装置  ▲钙钛矿半导体CH3NH3PbI3的电子结构 （4）井上研究室（高功能材料领域） 结构材料领域的研究长期以来一直在不断进步，以钢铁材料为首，铝合金、镁合金等金属材料，陶瓷材料，以及近年来较热的碳纤维增强塑料等，现在有各种各样的材料被开发出来。但是从产品加工的节能化和结构的安全性、稳定性等角度来看，对结构材料的要求不仅仅只有高强度，还有“柔性”。该实验室认为：“材料的最终状态不只是材料自身的特性，还有形状带来的不稳定行为”。因此，该实验室主要根据材料内部的几何形状，研究开发可以控制这种不稳定行为的新材料。 为搞清楚支配这种不稳定行为的机制，该研究室主要进行相关高精度解析手法的开发以及可以预测材料行为的数值模拟方法开发。  ▲高强钢中发生的局部变形现象 ▲依靠纳米级金属化合物实现的钢／镁合金组合 ▲微观角度下的组织的形成与变形模型 （二）环境能源领域 （1）冈田研究室（新能源领域） 目前该实验室主要有两个研究主题，一个是下一代高效太阳能电池的研究开发，能量转换率目标为目前单结太阳能电池（single-junction solar cell）的2倍以上。另一个是轻量·低成本薄膜太阳能电池和半导体基板再利用技术的相关研究开发。 ▲量子点中间带太阳能电池 ▲分子束外延晶体生长装置 ▲用ELO法制作的薄膜太阳能电池 （2）面向低碳社会的下一代光电转换器件开发 为实现利用太阳能的低成本发电，相关研究室利用有机合成技术进行光电转换材料的探索研究和太阳能电池的开发。另外还进行太阳能电池结构的研究，以更高效地实现对太阳光谱的转换。也进行使用了化合物半导体量子点的超高效太阳能电池的技术研究。此外，还利用超级计算机和计算科学进行太阳能电池材料的物性研究和光电转换过程研究。 我们身边除了日光以外，还有很多光源存在。更好地利用我们身边存在的光能是能量收集的重要一环，它的重要性也越来越得到凸显。因此，研究团队使用在低光照环境下也可高效发电的下一代太阳能电池，进行能在各种环境中工作的能量收集器件的研究开发。 研究成果要想转换到社会实际应用中，离不开与产业界和学术界的密切合作。为此，该研究设施积极与产业界多方进行合作，共同进行项目的研究开发。 ▲太阳能电池板实证试验 ▲光谱分裂型串联太阳能电池 ▲分子结构模拟 （3）革新性可再生能源系统的研究 该实验室主要利用大规模数值模拟技术进行物理现象的解释，同时解决各种相关课题，并着眼于实用型风力发电和波力发电系统等可再生能源，进行以下项目的开发： ①基于计算流体力学的最适风力发电系统开发。 ②非接触型激光风测量的风车控制技术开发。 ③环境共生型风力发电系统技术研究开发。 ④风力发电智能维护技术研究开发。 ⑤小型风车技术研究开发。 ⑥自然共生型吹孔波力发电系统开发。 ▲风力发电机周围的大规模数值模拟 ▲自然共生型吹孔波力发电系统开发 ▲风力发电智能维护技术研究开发 （三）信息领域 （1）山下·Set研究室 碳纳米管（CNT）和石墨烯等纳米碳材料拥有十分有价值的机械、电气和光学特性。该实验室主要用这些纳米碳材料进行新型激光光学器件及其光通信、光计量应用的研究。特别是纳米碳拥有快速饱和吸收特性，利用此特性，该实验室成功实现了仅在1-0.1ps之内发光的短脉冲光纤激光器。同时，该研究室也利用纳米碳的电气和光学特性进行高功能光学器件的研究。此外，该实验室还进行激光光源和光学器件的光测量和光通信领域的研究。 ▲碳纳米管制成的世界最小的飞秒光纤激光器 对外合作 |
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