Author Archives: 鷹林 将

導波管

 専攻科6Eの授業で導波管を教えています。3E(通年)&4E(前期)で電気磁気学を1年半、5Eで電子回路設計を半期教えていまして、その総まとめとして、導波管を用意しています。電気磁気学で電磁波を導き、電子回路設計でインピーダンスマッチングを実習させています。その両面を併せ持つのが、導波管です。

ネットワークアナライザと導波管。中3対象のオープンキャンパスでも展示しています。在校生からは引かれていますけど。

 電気磁気学(電磁気学)の面白さと醍醐味は、Maxwell方程式から電磁波を導けることから始まります。それらは授業カリキュラムでは4Eの後半で行っています。それまでの1年と少しの間はひたすら○△の法則ばかりの話です。これらを面白いという人は、世の中にまずいないでしょう。学生さん達には、「面白くないけど耐えて頑張ってね」と言っています。

 19世紀末のMaxwell方程式からの電磁波の予言とその実証により、電気工学は劇的に発展しました。無線通信ですね。量子力学はまだ産声を上げたかどうかの時期ですから、当時の研究者はMaxwell方程式の魅力に取り付かれたのでしょうね。分かります、その気持ち。しかし導波管の等価回路とか、また使用先の例であるマグネトロンとか、当時よくもまあこんなの考えたなあと関心します。シミュレーションやネットワークアナライザがあるわけでもないのによく開発できたなと。理論書も今読んでも分かりません。

 導波管の理論導出の授業資料をつくっていると、スライド50枚になりました。2日くらいかけてつくりました。一応授業1回分です。低学年の授業では1回につきスライドは大体15枚弱ですから、3倍の量になりますね。

 低学年では懇切丁寧に教えていますが、専攻科ともなれば、資料を渡して「勉強しておいてね」で良いと思います。丁寧に教えていたらとても時間が足りないし、丁寧すぎるとかえって自学習しなくなります。学齢に合わせて、段々と離していくべきかと。

 授業資料を作るのはかなりのプレッシャーですが、作ることで自分自身も理解が進みます。なるほどね、と。教うるは学ぶの半ばです。この仕事の醍醐味でもあります。

修業年限と教養

 人生長くやっていると、後悔することはたくさんあります。中でも最も選択を誤ったなと思うのは、中学受験をしなかったことです。

 中学受験をする先というのは、まず中高一貫進学校ですね。高校受験からそんな進学校に行き、それなりに有名な大学に入って、今は准教授という肩書きを得たのですから、中学受験をしていたとしてもゴールは結局同じだったかもしれません。

 しかし後悔するのはそういう受験的なことではなくて、教養を積む時間を失ったということです。大学受験からまだ程遠い中学3年間で、高校受験に囚われずに教養を積んだり(たとえば読書)、はたまたスポーツに勤しむ時間を失いました。これらの点では、今でも引け目を感じます。

 中学受験をしなかったのは、一人みんなと別れるのが寂しかったからというセンチメンタルな理由でした。けど小学校の卒業を迎えて、親しかった友人達が進学していくのを見て、とても後悔しました。

 さてさて、本題はそんな昔話ではありません。高等教育を目指す者にとって、学校の選択は修業年限が長いものが望ましいと思います。中高一貫校なら前半の3年間、高専なら2年間、大学も2年間程度は、進学や就職活動といった世俗なことに囚われず、好きなことやりたいことをじっくり深く掘り下げることができます。そんなゆったりとした時間、冒険であり修養である時間が、若い頃には絶対に必要です。テストは必要悪でしかありません。

 高専の初めの2年間はほぼ一般科の範疇ですので、専門課程所属の私にとってはほぼ縁がありません。高専のカリキュラムは厳しいのですが、学生の皆さんには教養を積んで欲しいなと思います。それだけの学力はあるので。専攻科も、研究半分教養半分といけば良いのですがね。専門バカは、やはりバカです。

 大学&大学院は結局10年間いました。けれど、教養を積むという点では不十分だったと思います。もっともそれは環境のせいではなくて、私の無知のせいだったのですが。無知はどこから来たのか? やはり中学の無為な時間だよなと。

 そんな訳でこんな歳になっても、教養、すなわち真の知を追い求めます。

たかが同窓会

 同窓会というものが日本では充実しています。旧交を温めることですね。たとえば、年末年始などの一斉にまとまった長期休みには、課外活動などにおいてOB/OGが訪問してきたり、またそのための会を開くことがあります。

 でも、注意すべき点があります。組織をダメにする最速切符は、OB/OGでもあるということです。ほとんどの人は、他人特に若い人達に対して自分の過去を美化するものです。それが度を過ぎて、現在の体制にちょっかいを出してくる。正当な資格や現行職務があれば別ですが、大体は「過去に在籍していたから」という理由だけです。現行職務といっても、常勤ではないので、過去に比較して権限は大幅に限られます。けど、昔を今に持ってきたがるんですよね。

 大体そんな人は、現在の自分と置かれた境遇に満足できていない人です。満足できないから、美化した過去に逃げるのですね。人間の心の弱さです。

 かくいう私も、若い頃はそんなことがありました。しかし今は天職を得て、過去はどうでも良いです。強い心がなければ、自分の名前で商売できません。

 長く生きていれば、複数の同窓会に入ることになります。今の人達にはその人達の考えがあるでしょうから、遠くから見るだけです。それよりも今ですよ、今。

 もっとも、学会活動自体が同窓会の側面を含んでもいますけどね。ただし皆さん、今を持っている人達ばかりです。

 さあ、春は学会のメインシーズンです。企業生活とコロナでだいぶご無沙汰していましたが、鷹林ここに有りといきますか。生きてますよと。

新年生活

 年が明けました。今年の初めは比較的ゆっくりしています。といっても、3月の春の学会や今月の卒業研究発表、そして授業の準備がありますけど・・・。論文も書かなきゃしけないし。エンジンかけなきゃ。

 こういうときいつも頭に思い浮かぶのは、藤子不二雄先生の「まんが道」での一話です。その中で、帰郷してリラックスしてしまい、連載を落としてしまうという話があります。

 自分の名前で商売をしているからには、肝に銘じなきゃと常々。

 そんな一方、ファミリーの者達の中では、中国ドラマが流行っています。

 まあ、確かに面白い。仕事をしながら付き合いつつも、一人ネットでネタバレを先回りしています。

特例適用専攻科の学修総まとめ科目担当教員になりました

 高専では、学校教育法第10章第119条に基づいて、本科5年の上に修業年限2年の専攻科を設置しています。大学評価・学位授与機構による審査を受けることにより、専攻科の学生さん達に大学と同じ学士号を授与することができます。

 さらに有明高専は「特例適用専攻科」に認定されていますので、所属教員は上記機構に個別に評価を得ることにより、特別研究すなわち専攻科での研究活動の指導教員になることができます。我が研究室も3期生を迎えて軌道に乗ってきまして、この度その「学修総まとめ科目担当教員」になりました(俗に「適」と呼ばれるようです)。研究課題名は、

「アモルファス炭素材料の電気電子材料応用に関する研究」

です。

 これには相応の研究業績が要るようです。しかしながら前職5年間は企業にいましたので、研究活動はできませんでした。当然ですね。他方で前々職東北大学時代に得たデータは山積しておりました。幸いにも、社長のご理解や周囲の先生方のサポートにより、継続して論文を出していくことができました。

 「適」教員になれたことは偏に、これら皆様のおかげです。この場を借りて厚く御礼申し上げる次第です。

クリスマス仙台研究の旅 (3/3) ~ Nanoterasu見学 ~

 今回の旅の締めくくりとして、現在東北大学青葉山キャンパス内に建設中の次世代放射光施設Nanoterasuを見学しました(令和6年度すなわち再来年稼働予定)。これは、東北地方最初の放射光実験施設でもあります。九州ではSAGA-LSですね。これまで東北地方には放射光実験施設はありませんでした。決して研究不毛の地ではなく、それどころか逆に盛んな地域です。しかしながら肝心の施設がなくて、これまでSPring-8などへ遠出しないとできなかったので、東北地方への誘致は地元研究者達の長年の悲願でした。

 完成してしまうと二度と入ることのできないところも見せていただき、大変勉強になりました。

片平キャンパスから青葉山キャンパスへは地下鉄で移動です。
場所は青葉山キャンパスの南端です。建設中で道路整備も不十分でして、雪道の中を歩いて到着しました。
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クリスマス仙台研究の旅 (2/3) ~ TOF-SIMS測定 ~

 12/26(月)は東北大学 多元物質科学研究所にて、TOF-SIMSの測定を行いました。これは、物質・デバイス領域共同研究拠点事業の2022年度基盤共同研究課題「20221132 光電子制御プラズマCVD法を用いた革新的アモルファス炭素材料の開発ならびに改質」の一環です。

 SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry, 二次イオン質量分析法)を使って、作製したドーピングDLCの深さ方向成分分析を行いました。装置はTOF型 (Time-of-Flight Mass Spectrometer, 飛行時間型)という最高級型で、装置価格は2億円です。億ですよ、億!!

オペレーターの技術職員さんと学生達です。測定しつつ、色々教えて頂いています。

 SIMSでは、試料に特定のイオン(ここではセシウムイオン)を加速させてぶつけることにより試料から削り取られて発生した破片イオン(Fragment Ion)の質量と化学構造を得ます。この情報から、試料の化学構造を調べます。

 SIMSの測定方法は大きく、破壊しながら測定するダイナミック(Dynamic)法とほんのわずかだけ削り取って測定するスタティック(Static)法に大別されます。ダイナミック法でのイオン検出方法は、四重極型(Quadrupole Mass Analyzer, QMS)というものが代表的です。こちらは安価ですが(といっても数千万)、予め測定したいイオンを設定しなければなりません。スタティック法ではTOF型が代表的で、これはすべてのイオンを一度に測定することができます。イオンへの印加電圧Vが一定ならば、簡単な運動エネルギーの式 qV =1/2 mv2の関係から、イオンの速度vはその重さmに反比例します。写真装置の筒をイオンが下から上へと長い距離を往復すると、イオンが検出器に到達する時間は速度により異なります。この移動時間と到達イオンの質量の関係から、生じたすべてのイオンを一度に測定することができます。だから億なのです。

クリスマス仙台研究の旅 (1/3) ~ 分光器移設と勉強会 ~

 12/24(土)~26(月)の間、毎度の東北大学 at 仙台を訪問しました。今回は複数の仕事、分光器移設・勉強会・TOF-SIMS測定・Nanoterasu見学をこなしにやって来ました。学生さん達は、5E 2名と4E 1名の計3名を選抜して連れてきました。資金に限りがありますのでね。内2人は初めての仙台でした。

 到着して少しの時間ですが、観光しました。といっても冬場で観光施設は休みが多くて、とりあえず仙台城跡を訪れました。でも肝心の伊達政宗騎馬像は修復中でした。

仙台城跡から仙台の街を眺めます。相変わらず壮観な一望です。

 目的の片平キャンパスへと移動しました。片平キャンパスは仙台の中心部にありますので、中心アーケード街を散策しました。仙臺四郎さんもクリスマス支度でした。

仙臺四郎さんもサンタです。

 東北大学正門で記念写真を撮りました。

東北大学正門です。
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科挙と朱子学とテスト

 学生の皆さんには常日頃、「研究 > 実験 > 座学」の順に重視するように言っています。と言いますのも、世の中で必要とされるのは、「如何に社会に価値を提供できるか?」、言い換えれば「如何にアウトプットできるか?」であって、テストの点数ではないからです。図書館だよりにも詳しく書きましたけど。

 一方で「必要悪」として、テストの成績で席次を決めて諸事を判断しています。決してBestな制度ではありませんが、Betterな制度とせざるを得ません。中等からシームレスな高等教育機関運営の悩みどころです。特に近年はこれが重視されていて、何でも点数で評価する風潮で、懸念を覚えます。点数評価は一見偏りなく平等ですが、無責任でもあります。

 有明高専では、4年次後半から卒業研究が始まります。正に冒頭の訓練です。しかしここで、必要悪が生み出してしまう一番駄目なパターンを懸念します。

 それは、「テストの点数が良いから私は優れている」と思い込んでいる、勘違いさんです。よりはるかに大切な研究や実験はなおざりで、とにかく丸暗記でテスト重視です。数字がハッキリ出て分かりやすいからですからね。思考回路は単純です。

 でもそういう人って、世の中で「最も使えない人」です。アウトプットができない上に、やたらプライドだけは高い。企業にとっては、いや大学など研究機関でも、「最も要らない人」です。

 そんな人はたとえば、何かをするために大学/大学院に入るのではなく、大学/大学院に入ったこと自体に満足する人です。そんなイキリはグローバルな世の中では全く通用しないのに、そういう道を歩みたがる人が絶えることはありません。一体どこ情報??

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ISIE2022

 12/20(火)と21(水)の2日間、ISIE2022 (International Symposium on Innovative Engineering 2022)という国際シンポジウムに参加しました。有明高専からは学生3名が発表し、内2名は当研究室の5E学生でした。これは、九州・沖縄地区(第5ブロック)の9つの高専(北九州・久留米・佐世保・熊本・大分・鹿児島・都城・沖縄・有明)とマレーシアのペトロナス工科大学(Universiti Teknologi PETRONAS, UTP)との間で毎年共同開催されている学生向け国際シンポジウムです。

 本年は北九州高専が主管でしたが、コロナ下のためオンラインで開催しました。学内会議室に配信セットを用意しました。いわゆる女優ライトも用意し、万全の体制で臨みました。

まずは福田君です。丸い女優ライトが光っていますね。写っていないところに鷹林他、担当教職員が控えていました。もっとも撮影者自身が鷹林ですけどね。
続いて、古賀君です。

 まだ5年生には英語での発表は重荷かもしれません。しかし色々チャレンジしていくことで、世の中の広さを知り、自分自身への課題を把握してもらい、今後の飛躍の糧にしてもらえればと思います。経験に損はありません。「若い時の苦労は買ってでもせよ」というやつですね。

電気磁気学II Advanced

 着任してから毎年、後期中間試験を終えて冬休みを跨ぐこの時期に「電気磁気学II Advanced」という補講をしています。正式な単位科目ではなくて、ボランティアでやっています。

 正規授業「電気磁気学I」と「電気磁気学II」では、最終的にMaxwell方程式の応用として、表皮効果と電磁波まで行っています。4年生でそこまで・・・という意見もあるかもしれません。しかし高周波回路設計をする上で、表皮効果は必要不可欠です。否、交流大電流を流す上でもその知識は要りますよね。教え子達が就職して、無知を叩かれるのは忍びないので、表皮効果を教えることを目標に授業計画を立てたら、ついでに電磁波までやっちゃいました。

 しかしながら電磁気学という学問全体を考えた場合、やはり特殊相対性理論まで行って完結かなと思います。なぜなら、相対論を考慮しないと、Maxwell方程式からローレンツ力が導出できないからです。Maxwell方程式から導けないものが残るなんて、何か落ち着かないですよね。

 というわけで、そこを補うためにこの補講を行っています。希望者のみの参加にして、かゆいところに手が届くスケールで行っています。

 そもそも、学問というものはこうあるべきだと思います。強いられて行うのではなく、自ら知りたい・学びたいという気持ちが大切です。高専の厳しいカリキュラムではそれを見失いがちです。何のために学ぶのか?

 伸びたい気持ちのある学生達に、自分の手の届く範囲で、伸びる方法を教えています。まあ、年の功っていうやつですかね。