2026/04/22 更新

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トクナガ　ダイジロウ
徳永　大二郎
TOKUNAGA DAIJIRO
所属
工学院 助教
職名
助教
外部リンク

研究キーワード

  • マランゴニ対流

  • 積層造形

  • レーザ溶接

  • 内部加工

  • ガラス

  • ダイヤモンド

  • セラミックス

  • レーザ

  • デンドライト結晶

  • 気泡

  • 可視化

研究分野

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 加工学、生産工学

学歴

  • 千葉大学   大学院 融合理工学府   基幹工学専攻 機械工学コース 博士後期課程

    2020年4月 - 2023年3月

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    国名： 日本国

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  • 千葉大学   大学院 融合理工学府   基幹工学専攻 機械コース 博士前期課程

    2018年4月 - 2020年3月

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  • 千葉大学   工学部   機械工学科

    2014年4月 - 2018年3月

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    国名： 日本国

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経歴

  • 東京科学大学   工学院 機械系   助教

    2023年4月 - 現在

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    国名：日本国

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所属学協会

  • 砥粒加工学会

    2019年5月 - 現在

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  • 精密工学会

    2018年2月 - 現在

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論文

  • Near-infrared in situ observation of bubble migration and crystal growth behavior in a laser-induced Al2O3 molten pool

    Daijiro Tokunaga, Yuko Aono, Atsushi Hirata

    Journal of Visualization   2025年10月

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    担当区分：筆頭著者   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1007/s12650-025-01087-0

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  • Laser-Induced Two-Way Shape Memory Effect in TiNiCu Films of Different Thicknesses

    Chihiro Nara, Takahiro Kurosawa, Daijiro Tokunaga, Atsushi Hirata, Junpei Sakurai, Yuko Aono

    Nanomanufacturing and Metrology   8 ( 1 )   2025年7月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Springer Science and Business Media LLC  

    Abstract

    Shape memory alloys (SMAs) can recover their original shape after deformation when heated above a specific transformation temperature. This study investigates the induction of the two-way shape memory effect (TWSME) in SMA films through laser surface treatment. Ti50Ni40Cu10 SMA films with thicknesses of 20–40 μm were fabricated using the melt-spinning method and subjected to laser irradiation under varying conditions. The effects of film thickness and laser parameters on actuation characteristics and crystalline structure were evaluated. The results demonstrate the successful induction of TWSME in the laser-treated SMA films, with actuation capability depending on the balance between the modified and unmodified layers through the thickness. X-ray diffraction analysis reveals the presence of residual martensitic phase in the laser-treated specimens, contributing to the TWSME. Optimal actuation is achieved with a relatively thick modified layer while maintaining sufficient unmodified material for recovery to the memorized shape. This study provides insights into the laser-induced TWSME in SMA films and its potential applications in microactuators, where bidirectional actuation without external preloading is desirable.

    DOI： 10.1007/s41871-025-00263-y

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    その他リンク： https://link.springer.com/article/10.1007/s41871-025-00263-y/fulltext.html

  • Fundamental study on direct and serial joining of spherical alumina particles with CO2 laser 査読

    Yuta Hosoya, Daijiro Tokunaga, Satoshi Momozono, Yuko Aono, Atsushi Hirata

    Journal of Materials Processing Technology   326   118314 - 118314   2024年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Elsevier BV  

    DOI： 10.1016/j.jmatprotec.2024.118314

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  • Laser slicing of a diamond at the {100} plane using an irradiation sequence that restricts crack propagation along the {111} plane 査読

    Kosuke Sakamoto, Daijiro Tokunaga, Sho Itoh, Hirofumi Hidai, Souta Matsusaka, Takashige Omatsu, Koji Koyama, Seong-Woo Kim, Noboru Morita

    Diamond and Related Materials   110045 - 110045   2023年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Elsevier BV  

    DOI： 10.1016/j.diamond.2023.110045

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  • Curved hole drilling by laser manipulation of a heat spot inside glass 査読

    Kaito Miyakoda, Koki Sunayama, Kosuke Sakamoto, Daijiro Tokunaga, Hirofumi Hidai, Souta Matsusaka

    Precision Engineering   81   1 - 7   2023年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Elsevier BV  

    DOI： 10.1016/j.precisioneng.2023.01.008

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  • 超短パルスレーザ誘起内部変質によるダイヤモンドスライス加工 査読

    徳永大二郎, 佐藤正隆, 伊東翔, 比田井洋史, 比田井洋史, 尾松孝茂, 尾松孝茂, 松坂壮太

    砥粒加工学会誌   67 ( 6 )   2023年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語  

    J-GLOBAL

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  • Focus movement distance per pulse dependence of electrical conductivity and diameter of diamond internal modification induced by picosecond laser 査読

    Daijiro Tokunaga, Masataka Sato, Sho Itoh, Hirofumi Hidai, Takashige Omatsu, Souta Matsusaka

    Scientific Reports   12 ( 1 )   2022年10月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Springer Science and Business Media LLC  

    Abstract

    Internal and local modifications via ultrashort pulsed laser illumination to diamond are promising for manufacturing diamond electronic devices. The relationship between the diameter/electrical conductivity of modified regions and the laser fluence distribution was investigated. Picosecond laser illumination without scanning the laser focus fabricated short modified regions in diamond. As a result, the calculated laser fluence distribution matches the distribution of the modified regions. Wire-shaped modified regions were fabricated via laser illumination with scanning of the laser focus, and the corresponding diameter and electrical conductivity were investigated by controlling the laser focus movement distance per pulse (Vf). The modified regions fabricated with varying Vf were divided into three categories depending on the trend of the relationship between the diameter and electrical conductivity. The diameters of the modified regions were constant at the maximum values when Vf was sufficiently small, decreased with increasing Vf, and reached a minimum when Vf was sufficiently large. The modified regions became more electrically conductive with increasing Vf, even when the deposited energy per unit length decreased. Moreover, the electrical conductivity decreased significantly when the diameter became constant at the minimum value. Finally, the relationship between the diameter/electrical conductivity of the modified regions and the laser fluence distribution was elucidated.

    DOI： 10.1038/s41598-022-21432-9

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    その他リンク： https://www.nature.com/articles/s41598-022-21432-9

  • Branched hole drilling in silica glass by continuous-wave laser backside irradiation 査読

    Shun Sato, Daijiro Tokunaga, Hirofumi Hidai, Souta Matsusaka, Akira Chiba, Noboru Morita

    Precision Engineering   60   189 - 193   2019年11月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Elsevier BV  

    DOI： 10.1016/j.precisioneng.2019.07.021

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  • A novel method of triggering fiber fuse inside glass by optical breakdown and glass drilling as its application 査読

    Daijiro Tokunaga, Shun Sato, Hirofumi Hidai, Souta Matsusaka, Akira Chiba, Noboru Morita

    Applied Physics A   125 ( 6 )   2019年5月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Springer Science and Business Media LLC  

    DOI： 10.1007/s00339-019-2691-9

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    その他リンク： http://link.springer.com/article/10.1007/s00339-019-2691-9/fulltext.html

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MISC

  • 超短パルスレーザによる ダイヤモンドの スライシング

    徳永 大二郎, 坂本 康輔, 佐藤 正隆, 比田井 洋史, 松坂 壮太

    New diamond = ニューダイヤモンド / ニューダイヤモンドフォーラム   40 ( 4 )   10 - 13   2024年10月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

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  • 「超短パルスレーザ誘起内部変質によるダイヤモンドスライス加工」こぼれ話 招待

    徳永大二郎

    砥粒加工学会誌   68 ( 7 )   363 - 364   2024年7月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語  

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  • ダイヤモンドのレーザ加工

    光技術動向調査報告書   2023年3月

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    担当区分：筆頭著者  

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講演・口頭発表等

  • Analysis of bubble motion in molten alumina induced by laser irradiation using particle tracking velocimetry (PTV) 国際会議

    Daijiro Tokunaga, Yuko Aono, Atsushi Hirata

    21th International Symposium on Flow Visualization  2025年6月 

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    開催年月日： 2025年6月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • レーザ照射雰囲気がAl2O3の溶融凝固挙動に与える影響

    渡邊貴博, 徳永大二郎, 青野祐子, 平田敦

    2025年度精密工学会春季大会学術講演会  2025年3月 

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    開催年月日： 2025年3月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 近赤外光を利用したレーザ溶融アルミナの高倍率in-situ観察

    徳永大二郎, 青野祐子, 平田敦

    2025年度精密工学会春季大会学術講演会  2025年3月 

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    開催年月日： 2025年3月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 炭化タングステンへの高温レーザピーニングによる特性向上

    青野 祐子, 徳永 大二郎, 平田 敦

    日本機械学会第31 回機械材料・材料加工技術講演会（M&P2024） 2024年11月3日  2024年11月 

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    開催年月日： 2024年11月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • PPG-MPU系形状記憶ポリマーの熱成形とその機械特性評価

    兪 智善, 徳永 大二郎, 平田 敦, 青野 祐子

    日本機械学会第31 回機械材料・材料加工技術講演会（M&P2024）  2024年11月 

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    開催年月日： 2024年11月

    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

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  • 薄膜形状記憶合金へのレーザ表面処理による駆動特性改質効果

    奈良 千尋, 徳永 大二郎, 平田, 敦, 櫻井 淳平, 青野 祐子

    日本機械学会第31 回機械材料・材料加工技術講演会（M&P2024）  2024年11月 

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    開催年月日： 2024年11月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Laser Treatment Induced Two-Way Shape Memory Effect on different thickness TiNiCu films 国際会議

    Chihiro Nara, Takahiro Kurosawa, Daijiro Tokunaga, Atsushi Hirata, Jumpei Sakurai, Yuko Aono

    The 20th International Conference on Precision Engineering  2024年10月 

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    開催年月日： 2024年10月

    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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  • Direct observation of bubbles inside the molten pool in laser welding of Alumina 国際会議

    Daijiro Tokunaga, Yuko Aono, Atsushi Hirata

    The 20th International Conference on Precision Engineering  2024年10月 

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    開催年月日： 2024年10月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 近赤外光を利用したレーザ溶融セラミックス内気泡の可視化

    徳永 大二郎, 青野 祐子, 平田 敦

    2024年度精密工学会秋季大会学術講演会  2024年9月 

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    開催年月日： 2024年9月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 熱履歴制御によるセラミックス微小要素の高強度レーザ融接の試み

    徳永大二郎, 渡辺貴博, 青野裕子, 平田敦

    2024年度精密工学会春季大会学術講演会  2024年3月 

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    開催年月日： 2024年3月

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  • 大電力パルスマグネトロンスパッタリングSiC薄膜のレーザ改質による潤滑性の向上

    佐藤智輝, 稲葉梨々花, 徳永大二郎, 青野裕子, 平田敦

    2024年度精密工学会春季大会学術講演会  2024年3月 

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    開催年月日： 2024年3月

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  • Crack propagation direction in diamond by laser illumination 国際会議

    Kosuke Sakamoto, Daijiro Tokunaga, Hirofumi Hidai, Sho Itoh, Takashige Omatsu, Koji Koyama, Seong-woo Kim, Souta Matsusaka

    The 25th International Symposium on Advance in Abrasive Technology  2023年12月 

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    開催年月日： 2023年12月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • ピコ秒レーザ光を用いたダイヤモンド内部の亀裂進展

    坂本 康輔, 徳永 大二郎, 比田井 洋史, 伊東 翔, 尾松 考茂, 小山 浩司, 金 聖祐, 松坂 壮太

    2023年度精密工学会秋季大会学術講演会  2023年9月 

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    開催年月日： 2023年9月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • ピコ秒パルスレーザ光を用いた{100}面でのダイヤモンドレーザスライシング

    坂本 康輔, 徳永 大二郎, 比田井 洋史, 伊東 翔, 尾松 考茂, 小山 浩司, 金 聖祐, 松坂 壮太

    ABTEC 2023  2023年8月 

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    開催年月日： 2023年8月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Observation of crack propagation and stress distribution in diamond induced by ultrashort-pulsed laser illumination 国際会議

    D. Tokunaga, K. Sakamoto, S. Itoh, H. Hidai, T. Omatsu, S. Matsusaka

    Proc. SPIE 12409, Laser-based Micro and Nanoprocessing XVII  2023年1月 

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    開催年月日： 2023年1月 - 2023年2月

    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Shape of the ultrashort-pulsed laser-modified region in diamonds 国際会議

    Daijiro Tokunaga, Hirofumi Hidai, Souta Matsusaka, Akira Chiba, Takashige Omatsu, Noboru Morita

    The 23rd International Symposium on Advances in Abrasive Technology  2021年12月 

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    開催年月日： 2021年11月 - 2021年12月

    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • レーザにより生成されるダイヤモンド内部変質詳細観察およびスライス加工への応用

    徳永 大二郎, 比田井 洋史, 松坂 壮太, 千葉 明, 尾松 孝茂, 森田 昇

    2021年度精密工学会春季大会学術講演会 

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    開催年月日： 2021年3月

    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Blanched hole drilling in glass by two beam illumination 国際会議

    Daijiro Tokunaga, Shun Sato, Hirofumi Hidai, Souta Matsusaka, Akira Chiba, Noboru, Morita

    The 8th International Conference of Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology (ASPEN 2019)  2019年11月 

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    開催年月日： 2019年11月

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  • レーザによるダイヤモンド内部黒鉛に対する通電加熱および抵抗値の温度依存性計測

    徳永大二郎, 比田井洋史, 松坂壮太, 千葉明, 森田昇

    2019年度砥粒加工学会学術講演会  2019年8月 

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    開催年月日： 2019年8月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • A novel method of triggering fiber fuse inside glass by breakdown 国際会議

    Daijiro Tokunaga, Shun Sato, Hirofumi Hidai, Souta Matsusaka, Akira Chiba, Noboru Morita

    2019 International Conference on Smart Science  2019年3月 

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    開催年月日： 2019年3月 - 2019年4月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 超短パルスレーザによるダイヤモンド内部加工

    徳永大二郎, 比田井洋史, 松坂壮太, 千葉明, 森田昇

    第25回「精密工学会 学生会員卒業研究発表講演会論文集」  2018年3月 

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  • 超短パルスレーザ による単結晶ダイ ヤモンドウエハの スライシング加工 招待

    徳永大二郎

    公益社団法人 精密工学会／公益財団法人 精密測定技術振興財団 共催 第440 回講習会  2024年11月 

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    記述言語：日本語   会議種別：公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等  

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  • Diamond slicing at the {100} plane using a picosecond laser beam by developed method restricting crack propagation along the cleaved plane 国際会議

    Kosuke Sakamoto, Daijiro Tokunaga, Hirofumi Hidai, Sho Itoh, Takashige Omatsu, Koji Koyama, Seong-Woo Kim, Souta Matsusaka

    Progress in Ultrafast Laser Modification of Materials  2023年6月 

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    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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  • 単結晶ダイヤモンドのレーザスライシング 招待

    徳永大二郎

    公益社団法人砥粒加工学会 次世代固定砥粒加工プロセス専門委員会 第121回研究会  2025年6月 

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    記述言語：日本語   会議種別：公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等  

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  • 半導体結晶材料のレーザ加工/スライシング技術 招待

    一般社団法人 溶接学会 第143回 マイクロ接合研究委員会  2023年9月 

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    記述言語：日本語   会議種別：公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等  

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産業財産権

  • Method for Slicing Crystal Material, Method for Manufacturing Wafer, and Member comprising Crystal Material

    Hirofumi Hidai, Kosuke Sakamoto, Daijiro Tokunaga, Souta Matsusaka, Sho Ito, Koji Koyama, Kim Seongwoo

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    出願番号：特願PCT/JP2024/011511 

    公開番号：特開2025-12322A 

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受賞

  • 2023年度 砥粒加工学会賞論文賞

    2023年3月   公益社団法人砥粒加工学会   超短パルスレーザ誘起内部変質によるダイヤモンドスライス加工

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    受賞区分：学会誌・学術雑誌による顕彰 

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  • YOUNG RESERCHERS AWORD

    2019年11月   The Japan Society for Precision Engineering  

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    受賞区分：国際学会・会議・シンポジウム等の賞 

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  • 2025年度春季精密工学会学術講演会 アドバンスト・ベストプレゼンテーション賞

    2025年3月   公益社団法人精密工学会  

    徳永大二郎,青野祐子,平田敦

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    受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 

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  • ICPE2024 Poster Paper Award

    2024年11月   The Japan Society for Precision Engineering  

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    受賞区分：国際学会・会議・シンポジウム等の賞 

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  • 2024年度秋季精密工学会学術講演会 ベストプレゼンテーション賞

    2024年9月   公益社団法人精密工学会  

    徳永大二郎, 青野祐子, 平田敦

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    受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 

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  • 全方位イノベーション創発博士人材養成プロジェクト 優秀賞

    2023年3月   千葉大学  

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  • 千葉大学大学院融合理工学府長賞

    2020年3月   千葉大学  

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  • 日本機械学会三浦賞

    2020年3月   日本機械学会  

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • セラミックス融液内気泡の近赤外光を用いたその場観察および複合場による制御の試み

    研究課題/領域番号：25K17521  2025年4月 - 2028年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究

    徳永 大二郎

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    配分額：4810000円 （ 直接経費：3700000円 、 間接経費：1110000円 ）

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  • マルチレーザ照射によるセラミックス微小要素の高効率レーザ融接の試み

    2024年10月 - 2027年3月

    公益財団法人天田財団  奨励研究助成（若手研究者枠） 

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    担当区分：研究代表者 

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  • 最密充填粉末床の作製および高精度な熱履歴制御によるセラミックス溶融積層造形手法の開発

    2024年6月 - 2026年6月

    公益財団法人みずほ学術振興財団  「第67回 工学研究助成」 

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    担当区分：研究代表者 

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  • 極限的時間・空間分解能での溶融金属の流動挙動と冷却過程のダイナミクス解明

    研究課題/領域番号：23KK0068  2023年9月 - 2028年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  国際共同研究加速基金(海外連携研究)

    比田井 洋史, 松坂 壮太, 伊東 翔

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    配分額：21060000円 （ 直接経費：16200000円 、 間接経費：4860000円 ）

    高温の溶融金属が流動しながら冷却し凝固するプロセスは鋳造，溶断，溶接など金属部品の製造工程で広範にみられる．その流動速度，冷却速度，凝固プロセスは結晶構造，機械的特性と密接に関係し，その性能を決める重要な要素である．これまでは流動速度や温度測定が困難であった．これに対して，本手法では溶融金属に近接し，極めて高い空間・時間分解能で流動速度や温度測定する手法を実現する．
    高温溶融金属が流動しながら冷却し凝固するプロセスは金属部品の製造工程で幅広く見られる．この際の流動速度と冷却速度は結晶構造を決定し，結晶構造は強度などの機械的特性を決定する重要な要素である．本申請では，溶融金属が流動しながら急冷，凝固する様子を高い時間・空間分解能で可視化し，流動速度と冷却速度の測定法を確立する．このために，国際共同研究先とともに開発したレーザフェムトキャストプロセスを活用する．これは石英ガラスを型として用い，形成した微小な空洞にレーザ加熱により溶融した金属を高圧ガスにより注入する方法である．さらに，流動速度，冷却速度が結晶状態，機械的特性にどのように影響を与えるか明らかにする．あわせて，金属とガラス型の界面反応についても理解を深め，利用できる金属の種類を詳らかにする．最終的に応用のデモンストレーションとして微細3次元構造物の作製までを目的とする．
    本年度は，実験プラットフォームの改良の準備を行った．型の温度を制御できるようにガラスに吸収されるCO2レーザ，COレーザによる加熱に対応できるように改良したプラットフォームを設計した．さらにEPFLで行う型の作製をより効率的にできるように，型全体の形状とプラットフォームを改良した．さらに，金属温度表面の温度計測，凝固後の金属の構造の評価を行った．これらの結果から，型の形状の改良を行った．

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  • セラミックス微小要素の高強度レーザ融接およびメカニズムの解明

    研究課題/領域番号：23K19095  2023年8月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  研究活動スタート支援

    徳永 大二郎

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    配分額：2860000円 （ 直接経費：2200000円 、 間接経費：660000円 ）

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  • 超短パルスレーザによるダイヤモンド内部黒鉛化現象を利用したスライス加工

    2020年7月 - 2021年6月

    公益財団法人工作機械技術振興財団  第41次試験研究助成 

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    担当区分：研究代表者 

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担当経験のある科目（授業）

  • 機械系発展実験

    2024年4月 - 現在 機関名：東京科学大学

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    科目区分：学部専門科目 

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メディア報道

  • Semiconductor Researchers Solve Diamond Wafer Slicing Challenges With Lasers インターネットメディア

    Yahoo! tech  Tom's Hardware  2023年8月

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