本研究室では、従来のシリコン（Si）系半導体の性能を飛躍的に向上させるナノカーボン、トポロジカル絶縁体、GaNなどをはじめとする新材料を開発し、これらを用いたデバイスを作製する研究を行っています。Si基板と異種材料を組み合わせることで、シリコンに出来ない特殊な機能を実現できます。Siと異種材料との橋渡しとしてSi基板上のSiC単結晶薄膜の製膜を行い、この薄膜へのグラフェンの形成に世界で初めて成功しています。さらに、国内メーカーなどと共同でグラフェンデバイスの実用化研究にも取り組んでいます。

スマートフォンなどの身近な電子機器にはたくさんの電子デバイスが使われています。これらのデバイスの内部はナノメートル（1ミリの100万分の1）単位で精密に加工され、実に何千万個、何億個というトランジスタが作りこまれたナノの世界です。このような極小さな電子回路の出来具合やそれらを構成する物質の性質を原子・分子レベルで「観る」「操る」にはどうすれ ばよいでしょうか？本展示では、それらを実現するSNDMと呼ばれる「針」を使った顕微鏡の開発やその次世代超高密度記録方式等への応用についてご紹介します．

第一原理計算とは、実験からの情報を利用せずに、多電子系の状態を求める手法です。経験則に頼らず計算を実行することにより、いま存在しない物質でも、その性質を予測することが可能となります。本研究室では、この第一原理計算を用いて、新物質の設計と探索を行っています。主な研究対象としては、スピントロニクス材料が挙げられます。スピントロニクスとは、電子の電荷とスピン（磁性）の絡んだ現象を利用したエレクトロニクスであり、将来的な記憶素子等への応用が期待されている分野です。

ナノメートルスケールの固体ナノ構造では量子効果等の特異な物理現象が生じます。私たちは人工的に作製、制御したナノ構造における量子物性解明、およびデバイス応用の研究を進めています。特に局所電子状態の電気的な精密高速観測・制御技術を駆使してナノ構造における電子の量子状態の解明を進め、これを活用した量子デバイスの研究、開発を行っています。

私たちの日常生活を豊かにしている「エレクトロニクス」は、電子が持つ電荷の性質を利用しています。電子には、電荷を持つという性質の他に、「スピン」という磁石の性質もあります。これらの二つの性質を両方とも利用した工学応用や新しい物理現象を研究する分野が、「スピントロニクス」です。展示会場では、スピントロニクスの応用分野の一つであるメモリーに関して、電流や磁石を用いたメモリー動作を体験することが出来ます。

最新のLSIには、微細加工技術の進歩により、数億個のトランジスタが搭載されるようになってきています。かつては夢物語だった「人間の脳をトランジスタを使って実現する」ことも今では現実味を帯びてきています。本研究室では、原子サイズで制御された半導体を用いて、脳を実現する研究を進めています。この研究を進めることで、今のコンピュータに比べ人に優しい脳型コンピュータが実用化できると考えています。

光ファイバ通信は超高速大容量インターネットを支える基盤技術として今日の情報社会を支えています。その一方で、2030年に予想されているエクサビット時代（エクサ＝10の18乗）の到来に向け、光通信技術には飛躍的な高度化が求められています。本展示では、多値コヒーレント通信技術、マルチコアファイバ技術、マルチモード制御技術の3つのMulti技術を中心に、光ファイバ通信の先端研究の一端をご紹介します。

今日では動画やSNSなどの情報が光によって高速に伝送されています。その光源として、小型かつ省電力の半導体レーザが重要な役割を果たしています。私たちの研究室では、半導体レーザの性能を構造や駆動方法などの工夫によって向上させる研究に取り組んでおり、いくつかの取り組みを紹介します。

スマートフォンはすでに私たちの生活に欠かせない存在になっています。でも、皆さんはスマートフォンがどのような仕組みで会話やメールができるか知っていますか? まず、スマートフォンがつながる仕組みを分かりやすく説明します。そして、携帯電話と通信衛星が直接通信を行い，1時間に数百万人が同時に簡単なメールを送ることができる衛星通信システムや，誰にでも簡単に設置できてスマートフォンでインターネットを利用できる衛星通信用小型地球局など、最先端の研究開発についてご紹介します。

情報ストレージ技術は、私たち社会の全てのデータを記録し蓄積する重要な技術で、ビッグデータや人工知能（ＡＩ）、ソーシャルネットワークを発展させた基盤です。その中心となっているのが当研究所で発明された垂直磁気記録技術で、パソコンからＨＤＤレコーダ、クラウドデータセンターまで幅広く大容量の情報を蓄積します。当研究室では垂直磁気記録を更に発展させ、より大容量の情報を記録できる技術を研究しています。磁気記録の仕組みや次世代の記録方式、大容量ストレージシステムをご覧になれます。皆様のご来場をお待ちしています。

尾辻・佐藤（昭）研究室は東北大学電気通信研究所に属する研究室です。光と電波の中間の性質を持つ「ミリ波・テラヘルツ波帯電磁波」の技術開拓・実用化を目指して、本領域で動作する新しい電子デバイスを創出し、それらを情報通信・計測システムへ応用するための研究をおこなっています。展示では、各研究のテーマや研究室での生活などについて、学生が直接紹介します。

原子や電子などのミクロの世界は，量子力学という物理の原理に従っています。それによると，光は波（電磁波）としての性質と粒子（光子）としての性質を併せもっています。私たちは，光の量子力学的性質を利用した新しい情報通信技術（量子コンピュータ，量子暗号など）や計測技術を創造するための研究を行っています。展示では，ナノ光ファイバーなどを用いた最新の研究をご紹介します。

集積回路の高集積化と低電圧駆動化に伴い、EMC問題（電子機器等から放射される不要電波が他の電子機器の動作に影響を及ぼす問題）が電子機器における大きな課題になっています。この問題を解決するためには、電子部品からの漏洩電磁波を低減・防止することが重要であり、そのためには微弱な漏洩電磁波の発生箇所を高精度に特定する近傍磁界測定技術が求められています。本研究室では、ガーネット磁性薄膜の磁気光学効果を利用した計測方法を提案し、低侵襲な高周波近傍磁界計測システムの開発に取組んでいます。

聴覚情報は人間は普段から生活し互いにコミュニケーションを取る上で極めて重要な感覚情報であり，その知覚メカニズムは新しい通信システムの構築においても重要な基盤となります．本研究室では，人間の聴覚情報処理の仕組みを明らかにし，どんな環境でも快適に通信できるシステムを作り上げることを目標としています．この研究を進めることにより，うるさい所でも聴きやすい音声の提示が可能となったり，コンサートホールで演奏された響きのある音楽などを自宅に居ながらにして体験することができるようになります．

環境に柔軟に適応できる人間の脳機能を知ることは，工学を含め我々を取り巻く環境のデザインや評価にとって最も重要な課題のひとつです．塩入･栗木・曽研究室では，視覚系の働きを探求し，その成果に基づく人間工学，画像工学などへの応用的展開を目指した研究を行っています．人間の視覚特性を知るための心理物理学的実験を中心に脳機能測定やコンピュータビジョン的アプローチを利用しています．