田中秀治研究室 ~Student Page~

Collaboration with Miura Lab (C-Lab Training)

Dear Tanaka Lab’s student blog reader,


guten tag aus Deutschland!


This is Salman, an M1 student currently visiting Fraunhofer ENAS in Germany. Although I am in Germany, this time I would like to write about another thing, that is my experience in collaborating with another laboratory in Tohoku University.


Since April 2016, I am enrolled as a student of the Inter-Graduate School Doctoral Degree Program on Science for Global Safety (G-Safety), Leading Graduate School Program. This program requires me and the other enrolled students to perform a project with the other laboratory, which is called Convergence Laboratory Training (C-Lab). The project can also actually be found in Mechanical Engineering division under the title of Frontier of Mechanical Engineering (機械工学フロンティア). In this project, I actually joined 2 programs, but I will report only one here, with relation to our laboratory.


I joined a project with Miura Laboratory’s students. We started the project in May 2016 by discussing about what we will do. Compared to Miura Lab, our laboratory is very strong in sample fabrication, because to make a single MEMS (or even to demonstrate a single packaging technology), we need to undergo a long fabrication process, which consists of various processes. And often we found some failure in our process which makes us have to redo the processes. This trial and error process taught us how the real micro-fabrication process is.


On the other hand, compared to our lab, Miura Lab is very strong in the evaluation technology for materials. Their typical research is to deposit a material using a specific technology, and evaluate various properties in correspondence with different deposition parameters. Every student in Miura Lab masters an evaluation technology deeply.


We finally decided to study the property of electroplated gold (Au), since gold has never been studied in Miura Lab, and used it as a material for MEMS packaging in my research. Then we evaluate it using the specialties of each 4 Miura Lab’s student.


This was a good collaboration since I have no any basic about the evaluation technology for thin-film properties before (which they are very strong). And they didn’t know anything about Au electroplating. So all of us learn a lot from this project.


So after doing Au electroplating and apply some annealing variation, we evaluated the film using nano-indentation test, electron backscatter diffraction (EBSD) and micro-tensile test. I learned from the basics of these evaluation methods and see the real experiments. I performed the real experiments only for the EBSD.


Nano-indentation test and EBSD are conventional technologies, which is actually used by almost all materials researcher. Nano-indentation test is used to measure the Young’s modulus and hardness of a thin film and EBSD is used to evaluate the crystal orientation and size on a surface of a material. However, the micro-tensile test is a novel technology. It is used to evaluate the strength of grain or grain boundary. In my opinion, although the principle does not looks so complicated, the fabrication of the test sample is very difficult. Everything is put inside a focused ion beam (FIB) machine and patterned using ion beams. Quite unbelievable. Even the test itself is done inside the FIB machine and takes around 1 full day for 1 sample making until the test (all inside the same FIB machine), regardless it is successful or not.


Finally I used some of the knowledge obtained from this training for my research. That is using EBSD to analyze the grain boundary of the surface resulted by the fly-cutting process, and presented the result in an international workshop.


The international workshop is titled the 2nd USTB-TU Joint Workshop on Advanced Materials and Manufacture, held at the University of Science and Technology Beijing (USTB), China, on 21-24 February 2017. It is a joint workshop by the Fracture and Reliability Research Institute of Tohoku University and the Collaborative Innovation Center of Steel Technology of the USTB. The workshop is done for both fostering the collaboration between 2 institutes, as well as to give students an opportunity to practice giving presentation in an international environment. Each student was given a slot for oral presentation as well as poster session. Maybe it is also good to have such kind of joint workshop in our lab for practice. In this workshop, I was surprised that the students from Miura Lab are B4 students. They have been given such good opportunity from a very young age.


For me, it was a practice in giving presentation to people from different background and research interest. As you may guess from the title of the workshop, the main interest of the people there is the materials and manufacturing technologies. I think there were only a few people in the workshop who has ever heard about the term “MEMS” before. So I need to somehow modify my talk. And I also learned a lot about evaluation technologies for material properties.


Here I would like to share some photos:


Tesla's electric car

A typical road on a typical day in Beijing. The sky in Beijing is not blue due to the high amount of pollution mainly from industries and transportation. Let us protect our environment!


Tesla's electric car

But fortunately the sky was blue during the day for excursion! As one of the destination, we visited the Palace Museum. Chinese students must know who this guy in the photo is!


Tesla's electric car

The roof of the temple is very artistic!


Before ending this post, I would like to thank the G-Safety program, which made this collaboration possible. I would also acknowledge Tanaka-sensei and Hirano-sensei for their guidance in my research. Also thanks to Kaneko-san for introducing me to this G-Safety program. Then the last but not the least, I would like to thank Miura-sensei and his lab members who have provided me the opportunity to learn something new.


And finally I would like to close this post with a quote:


“‪For young researchers, don’t be too focused on your field. You should read other field’s literature, hear and discuss with other field’s researchers. Maybe the idea will come from other fields.”
- Prof. Jean-Pierre Sauvage -
(Nobel Laureate in Chemistry 2016)
at the Nobel Prize Dialogue Tokyo 2017: The Future of Intelligence

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Greeting & Sweets from Germany

Hello everyone,
こんにちは.

I’m Koki Tanaka, a D3 student. I’m going to leave Tohoku University in next March.
D3の田中康基です.


Today, we have a greeting and wonderful sweets from Vogel-san, Germany.
He had stayed S. Tanaka laboratory several years ago, as a researcher from Fraunhofer ENAS.
今日は,ドイツのVogelさんから素敵なスイーツが届きました.
彼は,かつてドイツ・フラウンホーファENAS研究所からの研究員として,田中(秀)研究室に滞在していたことがありました.
フラウンホーファENAS研究所には,私も去年の留学の際に大変お世話になりました.

20170222_GreetingFromGermany_01
A letter and Germany sweets from Vogel-san!!
Vogelさんから送られてきた手紙とドイツのチョコレートとHARIBO!


We are very happy to receive the greeting and sweets from you.
How is your life and researching? We hope everything is going well.
ドイツの本格的なチョコレートを楽しむことができて非常に幸せです.
Vigelさんもお元気そうで何よりです.

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Shao-san with the sweets. He looks very happy, good smile.
邵さんはとても嬉しそうです.いい笑顔ですね.


In this period, it seems that some students are quite busy.
In contrast, I’m not so nervous, because my final-defense had already finished.
この時期,一部の学生はとても忙しそうにしています.
一方,すべての審査を終え,卒業を待つばかりの私はどちらかといえば自由です.

20170222_GreetingFromGermany_02
Kaneko-kun (left-side) and Asano-kun (right-side). Both are doctoral student, so quite busy now. However, they will be relaxed by the sweets...
金子君と浅野君はいずれも博士課程の学生で,とても忙しそうです.
彼らの心労は,チョコレートが癒してくれることでしょう.


Some other students are preparing the farewell party.
We have been given some hand-made gifts for graduates.
他の学生は,目前に迫った追いコンの準備で忙しそうです.
田中(秀)研究室では,毎年,卒業生へのプレゼントを手作りしています.
手作りといっても,半導体プロセスと機械加工を駆使して作るので,すごいです.

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Teranishi-kun. It seems that he is polishing something for the gifts, even though he has to make a bachelor’s thesis... Thanks!
寺西君は何かを研磨しているようです.おそらく卒業生へのプレゼントでしょう.
卒論も書かなくてはいけないのに,彼をはじめ,追いコンの準備をしてくれている学生に感謝です.


Above is current situation of S. Tanaka laboratory.
I’d like to upload this article as a greeting from Japan!
以上,田中(秀)研究室の様子が伝わったでしょうか?
フラウンホーファENAS研究所への近況報告も兼ねた,近況報告でした!

Best regards,
Koki Tanaka

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田中(秀)研究室における研究 2017

読者の皆様、こんにちは。

 学士・修士研究の審査も終わりが近づき、卒業シーズンが近づいてきました。一方、学部2年生にとっては、これから配属研究室を決めなければならない重要なシーズンかと思います。そこで今回は、田中(秀)研究室における研究の進め方について簡単に紹介します。

 田中(秀)研究室の共通テーマは「MEMS(メムス)」です。
MEMSとは、Micro Electro Mechanical Systemsの略で、簡単に言えば電気で動くとても小さなデバイスです。身近な例として、スマートフォンやゲーム機の加速度センサ、スマートフォンのマイクロフォンなどがあります。MEMSは機械、電気、光、熱、材料など、さまざまな分野を融合し、半導体微細加工技術により製作されます。自動車、通信、ロボティクス、バイオ、医療福祉、インフラ保全、エネルギーなど、アプリケーションも多岐にわたっています。現在ホットな話題である自動運転技術やInternet of Things (IoT)、人工知能やディープラーニングの実用化においてもMEMS技術によるセンサは不可欠であり、盛んに研究開発されています。田中(秀)研究室では、最先端のMEMSの試作開発や、そのための装置開発、材料開発、さらにMEMSを使用したシステム開発など、多彩な研究を行っています。

田中秀治先生による研究内容の解説


 田中(秀)研究室では、学生ひとりひとりの研究テーマも多種多様であるのが特徴です。同学年であっても、お互いの研究内容は全く異なります。研究室は研究分野ごとにグループ分けされており、すべての学生は研究テーマが決まった段階で、どこかのグループに所属することになります。
2016年度現在、田中(秀)研究室には次の6つのグループに分かれています。

 A. 触覚センサ・システム集積化グループ (室山准教授)

 B. パッケージング・実装プロセスグループ (平野助教)

 C. 圧電材料・デバイスグループ (吉田特任准教授)

 D. 弾性波デバイスグループ (門田特任教授)

 E. ジャイロセンサ・熱・バイオセンサグループ (塚本助教)

 F. 先端材料デバイスグループ(Fraunhofer ENASとの連携)(Froemel准教授)


基本的には、各グループ長の先生方と研究を進めていきます。研究を進める上で困ったときには、まずはグループ長の先生に相談します。
では1つのグループに所属すると、他のグループとは疎遠になってしまうのでしょうか…?


…答えは、ノーです。

理由その1 相談会・談話会
 田中(秀)研究室では、田中秀治教授を交えた研究進捗報告会を定期的に行っています。相談会、談話会の2つの報告会があります。相談会は毎月約2回で、グループごとに行われます。時々複数のグループで合同に行う場合もあります。相談会では研究の進捗状況の他に、発見したこと、議論したいこと、あるいは問題点などをメンバーに報告します。先生方を含むメンバーから、様々なアドバイスを受けることができます。
談話会は年3~4回で、研究室全員の前で発表します。談話会での発表は国際学会を想定しており、発表時間40分、質疑応答20分と決められています。プレゼン資料や発表、質疑応答は基本的に英語で行います。慣れないうちは英語の発表原稿も頑張って用意している学生もいます。質疑応答では、違うグループの研究者や学生からも質問やコメントがきます。また、談話会は研究背景、目的、実験内容、結果、考察、まとめ、といった研究発表の一連の流れの練習や、わかりやすいプレゼン資料を作成する練習にもなります。

理由その2 教えあう風習
 MEMSデバイスは様々なプロセスを経て完成します。作製するためにはどのような工程を経ればよいのか、どの材料が良さそうか、どの装置を使うのか、と超えるべきハードルが多く存在します。しかしながら全員が違うテーマの研究をやっているといっても、似たようなことを経験したことがある人は意外と多いものです。ですので知っている、あるいはやったことのある人に聞くことは大切です。というわけで困ったらグループ関係なしに経験者に聞いてしまいます。
また、MEMSの研究には実に多くの装置を使用します。初めて使用する際は装置担当者(学生・スタッフ)からオペレーショントレーニングを受けるのがルールとなっています。

理由その3 オープンな間取り
 さらに、田中研究室は共同棟の1階113号室のみで構成されています。すべての学生・グループリーダーの先生方は同じ部屋にいるため、気軽に相談することができます。研究以外にもおしゃべりすることもよくあります。
また、教授室もドアはNormally open となっています。相談があるときは気兼ねせずに入っていけます。


 研究で成果が得られれば、学会発表、論文投稿の機会が与えられます。
「研究は学会発表・論文投稿を経て世間に認められる」(田中秀治先生)
学生の研究の目標は、学会発表・論文投稿にあります。発表に向けた論文・プレゼン準備や、大勢の専門家の前での発表、そして他の研究者とのディスカッションは自分にとってとても大きな経験になります。田中(秀)研究室では、これまでに多くの学生が学会で発表しています。

学生ブログ 学会発表体験記

 卒業研究では1年、修士研究では2年、博士研究では3年、研究を行います。学士は最終研究発表(2月)と卒業論文提出(3月)が、修士は中間審査(12月)、論文提出(1月)、本審査、論文修正(2月)が卒業のために必要です。論文をまとめる時期にあわてて実験することのないよう、計画的に研究したいものです。研究室内部で進学する学生の中には、卒業研究、修士研究の内容を、修士研究あるいは博士研究でより発展させていく学生もいます。



 以上、田中(秀)研究室における研究の進め方を大まかに紹介しました。
最後に、これから配属先研究室を選ぶ学生へのメッセージとして、田中秀治先生が毎年研究室学生に向けて行うレクチャーの一部を引用させていただきたいと思います。

 学部・修士の学生にとって大切なのは、1年あるいは2年の研究を通して研究の進め方を身につけることである。ここでいう研究の進め方とは、緻密に計画して、大胆に実行し、論理正しくまとめるにはどうすればよいかということであり、研究以外でも応用がきく。
 もうひとつ大切なことは、1つの研究をやり遂げたという自信を身につけることである。日本の大学教育では、研究以外で学生に知的・体力的負荷をかけることはほとんどないので、研究をテキトウに済ませて卒業、修了して社会に出ると、競争の激しい仕事の負荷に耐えられない。体力と知的体力とを両方、身につけてほしい。


ご拝読ありがとうございました。

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Year end party 2016

明けましておめでとうございます。
学部4年の大柴彩です。
今回は、12月12日に行われた忘年会と送別会について報告させて頂きます。

会場は青葉山キャンパス内にある四季彩をお借りしました。
学生、スタッフ合わせて35人以上という大勢の方々に参加して頂きました。

忘年会2016①

熊野先生からお酒も頂きました!ありがとうございます。

忘年会2016②

忘年会ということで、一年間の振り返りのスライドを金子さん、寺西君に発表して頂きました。

忘年会2016③
忘年会2016④

追いコンから始まり、IEEE-NEMS 2016(>>http://ieee-nems.org/2016/)やオープンキャンパス、季節のイベントなど、様々な行事がありました。研究だけではなく、様々なイベントをスタッフ・学生一緒に楽しむことができるのはとても素晴らしいですね。
スライドの用意をしてくださった皆さま、お忙しい中ありがとうございました。
また、ユーモアあふれる解説をしてくださった金子さん、寺西君、ありがとうございました。

また今回は研究室から出ていかれるRakeshさん、Neelamさん、Wangさんの送別会も行いました。

忘年会2016⑤
忘年会2016⑥
忘年会2016⑦
忘年会2016⑧
忘年会2016⑨

田中秀治研究室でのこれまでについてと、今後についてを説明して頂きました。
Rakeshさん、Neelamさん、Wangさんがいなくなってしまうのはとても寂しいですが、新しい場所でも力を発揮してご活躍ください!

忘年会2016⑩

最後は門田先生に締めて頂きました。

最後になりましたが、たくさんの方に準備を手伝って頂きました。
本当にありがとうございました。

研究室の皆さま、昨年は大変お世話になりました。
健康や交通安全に気を付けて、一年間過ごしていきましょう。
本年もどうぞよろしくお願い致します。

忘年会2016⑪


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SEMICON JAPAN 2016

Hello everyone, this is Sun Tong, a M2 student.

The SEMICON JAPAN 2016 was held in Tokyo Big Sight on 14-16 December, Tokyo. It is one of the largest international exhibition of semiconductor industry in the world. As an exhibitor, Tanaka Lab had a booth in the World of IOT (Internet of Thing) area, which was prepared by staffs. Besides staffs, six students from our lab also got the great opportunity to attend this event on 14 Dec, including Shao-san(D2), Nishino-san (D1), Kaneko-san(D1), salman-san(M1), Morimura-san(B4) and me.

SEMICON①
Tokyo Big Sight

Our student group got together in Sendai Station at around 7am and took the Yamabiko train to the Tokyo. We arrived at Tokyo Big Sight at about 10 am. The SEMICON already started and crowds of people was flowing into the site. Following with people stream, we entered the site.

The exhibition area was mainly separated into 2 parts: Front-end Process Zone and Back-end/Materials & Overall Process Zone. More than 600 high-level industrial companies and laboratories from all over the world gathered there. Bringing their latest technologies and productions, they made presentations and demonstrations to attract potential collaborators. Apart from that, several small but special zones were also set in this exhibition such as World of IOT zone which focused on IOT system/solution and Mirai College Corner which provided a communication platform for job hunting students and companies.

It was the first time for me to attend such a big scale industrial fair and it broadened my horizon. Those latest technologies and productions really impressed me. Hitachi exhibited their NEXTAGE, which is a humanoid dual arm industrial robot. 4 cameras and image recognition technique help it to recognize surroundings and positions in 3D so that it can work next to people. Toyota exhibited their latest FCV (fuel cell vehicle) Mirai. Comparing to internal-combustion engine, the eco-car has higher energy conversion efficiency. And what’s more, it uses Oxygen and Hydrogen as fuel so that no exhaust gas will be generated.

Tanaka Lab’s booth was located in World of IOT corner, which was managed by Takoshima-san. Several posters showed Tanaka Lab’s research fields and achievements to visitors. And Hirano-sensei gave a great seminar titled “Wafer-level heterogeneous integration using metal bonding based technology” in STS MEMS/Sensor Session at TechSTAGE INNOVATION&IOT area.

SEMICON②
Takoshima-san was introducing Tanaka Lab to the president of Sumitomo Precision Products Co., Ltd.

SEMICON③
Group photo of students

And finally, we would like to thank our sponsor, SEMICON Mirai-College, who has provided we return travel expenses from Sendai to Tokyo.

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