慶應義塾研究者情報データベース

経歴 【 表示 ／ 非表示 】

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• 2005年

  -

  2007年

  日本学術振興会, 特別研究員(DC1)

• 2007年

  -

  2008年

  ハーバード大学医学部附属マサチューセッツ総合病院, リサーチフェロー

• 2007年

  -

  2008年

  日本学術振興会, 特別研究員(PD)

• 2009年

  -

  2010年

  慶應義塾大学理工学研究科, 特別研究助教

• 2010年04月

  -

  2013年03月

  慶應義塾大学理工学部, 電子工学科, 助教

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学歴 【 表示 ／ 非表示 】

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• 2003年03月

  慶應義塾大学, 理工学部, 電子工学科

  大学, 卒業

• 2005年03月

  慶應義塾大学, 理工学研究科, 総合デザイン工学専攻

  大学院, 修了, 修士

• 2007年09月

  慶應義塾大学, 理工学研究科, 総合デザイン工学専攻

  大学院, 修了, 博士

学位 【 表示 ／ 非表示 】

学位 【 表示 ／ 非表示 】

• 博士（工学）, 慶應義塾大学, 2007年09月

職務上の実績に関する事項 【 表示 ／ 非表示 】

職務上の実績に関する事項 【 表示 ／ 非表示 】

• 2013年04月

  -

  2014年03月

  電子工学科２年生担任

• 2014年04月

  -

  2015年03月

  大学院総合デザイン工学専攻　専攻幹事

• 2014年04月

  -

  2015年03月

  電子工学科３年生担任

• 2015年04月

  -

  2018年03月

  大学院　研究科委員

• 2016年04月

  -

  2018年03月

  大学院総合デザイン工学専攻　専攻幹事

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研究分野 【 表示 ／ 非表示 】

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• ナノテク・材料 / 光工学、光量子科学 (レーザー加工、多光子造形、ソフト・バイオマテリアル)

研究キーワード 【 表示 ／ 非表示 】

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• レーザプロセシング

• ソフトマテリアル

• バイオマテリアル

• レーザー炭化と黒鉛化

• レーザ微細加工

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著書 【 表示 ／ 非表示 】

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• Laser-Induced Carbonization and Graphitization. (in Handbook of Laser Micro- and Nano-Engineering)

  Mitsuhiro Terakawa, Springer Nature Switzerland AG, 2021年05月

• Laser-Induced Carbonization and Graphitization

  Terakawa M., Handbook of Laser Micro-and Nano-Engineering, 2021年01月

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  This chapter presents the carbonization and graphitization of polymer materials through laser-based degradation to fabricate conductive structures. The fundamentals of degradation are first explained based on the thermal degradation and photodegradation of polymers to alter the chemical structures to form carbon-rich products. This process yields electrically conductive graphitic carbon under certain conditions. By using a laser as an energy source for the degradation, spatially targeted areas on bendable and stretchable elastomers can be altered to conductive structures that can be used in flexible electronics. Although laser-induced carbonization and graphitization can be traced back to the 1980s, research in this field was revived in the mid-2010s, and increased attention has been paid since then. Fundamental studies along with material analyses and applications of the formed conductive structures in various devices, such as supercapacitors, strain sensors, and bioelectronic devices, are also reviewed in this chapter. In addition, laser degradation of poly-dimethylsiloxane, which is a versatile polymer for flexible devices, and natural materials, such as cellulose, are highlighted as emerging precursors of laser-induced conductive structures.

  • Access to Document (DOI)

• Micro and Nano Fabrication Technology

  Mitsuhiro Terakawa, Springer, 2018年

  担当範囲: Chapter "Femtosecond Laser Direct Writing"

• Ultrafast Laser Processing: From Micro- to Nanoscale

  Mitsuhiro Terakawa, Minoru Obara, Pan Stanford Publishing, 2013年

  担当範囲: Chapter 7 Nanoablation Using Nanosphere and Nanotip

• Gold Nanoparticles: Properties, Characterization, and Fabrication

  Y. Tanaka, M. Terakawa, M. Obara, N. Nedyalkov, P. Atanasov, Nova Science Publishers, 2009年

  担当範囲: Chapter 6 Plasmonic Nanopatterning of the Material Surface Mediated with Gold Nanoparticles Excited by a Femtosecond Laser Pulse

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論文 【 表示 ／ 非表示 】

論文 【 表示 ／ 非表示 】

• Laser-induced dielectric to conductor transformation on the surface of aluminium nitride ceramic

  Nedyalkov N., Dikovska A., Nikov R., Koleva M., Grochowska K., Jendrzejewski R., Terakawa M.

  Optics and Laser Technology （Optics and Laser Technology)  163 2023年08月

  ISSN  00303992

  　概要を見る

  In this work formation of conductive lines on the surface of AlN ceramic induced by laser radiation is presented. The transformation to conductive state is done be ablation of the ceramic surface using nanosecond Nd:YAG laser. The dependences of the processing conditions as applied laser fluence and the pulse overlapping on the resistance value are obtained for different surface modifications including straight lines, ∟, and ┼ shapes. The formation of conductive structures is also studied for application of laser irradiation at the second (532 nm), third (355 nm) and fourth (266 nm) harmonics of the laser system. It is found that the resistance strongly depends on the processing conditions, as at appropriate choice it can be varied in a range of order of magnitude. Processing parameters windows are defined where the structure resistance has a minimal value. The performed analyses based on TEM, SEM, EDX, and Raman spectroscopy indicate that formation of aluminium layer, its oxidation and morphology define the processed areas conductivity. The role of oxidation is also confirmed by analyses of structures fabricated in vacuum, where significant reduction of the resistance is observed. It is found however, that a decrease of the ambient air pressure to 10 Torr is sufficient to obtain structures resistance of the same order as for processing in vacuum. Calculated data about the thickness of the conductive layer is also presented. The obtained results could be used in the design of microelectronic components, resistive elements, and novel optical materials.

  • Access to Document (DOI)

• Cultivation and transplantation of three-dimensional skins with laser-processed biodegradable membranes

  Yasuyuki Tsunoi, Izumi Takayama, Naonari Kondo, Yo Nagano, Hiromi Miyazaki, Satoko Kawauchi, Mitsuru Akashi, Daizoh Saitoh, Mitsuhiro Terakawa, and Shunichi Sato

  Tissue Engineering Part A 2023年05月

  研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

  • Access to Document (DOI)

• Direct patterning of conductive structures on hydrogels by laser-based graphitization for supercapacitor fabrication

  Rikuto Miyakoshi, Shuichiro Hayashi, Mitsuhiro Terakawa

  Advanced Electronic Materials （Advanced Electronic Materials)  9 （ 5 ） 2201277 2023年03月

  研究論文（学術雑誌）, 共著, 最終著者, 責任著者, 査読有り

  　概要を見る

  Hydrogels have emerged as promising supporting materials for wearable or implantable electronic devices, owing to their high biocompatibility. Among the many techniques for patterning conductive structures on supporting materials, laser-based graphitization allows the simultaneous synthesis and patterning of conductive structures. Here, it has been demonstrated for the first time, the direct patterning of conductive structures on hydrogels by laser-based graphitization, and the application of this method to the fabrication of hydrogel-based supercapacitors. Conductive graphitic carbon is formed on the hydrogel along the trajectory of laser scanning. One-step fabrication of supercapacitors is achieved by laser irradiation of hydrogels containing both lignin and NaCl electrolyte. Notably, the areal capacitance of the fabricated supercapacitor is retained after drying and swelling, indicating its reusability. The method realizes rapid fabrication of hydrogel-based supercapacitors that can be stored in a dry state, providing a facile method for storing and delivering energy-storage devices.

  • Access to Document (DOI)

• Formation of gold nanoparticles inside a hydrogel by multiphoton photoreduction for plasmonic sensing

  Keiki Muranaka, Takuro Niidome, Maria Leilani Torres-Mapa, Alexander Heisterkamp, Mitsuhiro Terakawa

  Plasmonics （Plasmonics)  18 （ 2 ） 751 - 760 2023年02月

  研究論文（学術雑誌）, 共著, 最終著者, 責任著者, 査読有り,  ISSN  15571955

  　概要を見る

  Plasmonic sensing using metal nanoparticles has received considerable attention because of its high sensitivity for detection. In this study, gold nanoparticles (AuNPs) were formed near the focal point of femtosecond laser pulses inside a hydrogel containing gold chloride and glutamine for plasmonic sensing. The presence of glutamine suppressed the formation of AuNPs in the region outside of the laser focal point. The proposed method for the formation of AuNPs enables spatially selective fabrication of structures with optical properties attributed to localized surface plasmon resonance. Typical biomolecules present in sweat were detected using hydrogels with the fabricated structures. Among the biomolecules, the peaks of the absorbance spectra of the AuNPs inside hydrogels exhibited a blue shift only for urea. This result indicates that urea can be detected using hydrogels with fabricated structures. The method presented in this study facilitates spatially selective fabrication of biosensing structures inside the bulk of hydrogels.

  • Access to Document (DOI)

• Laser-induced graphitization of lignin/PLLA composite sheets for biodegradable triboelectric nanogenerators

  R. Funayama, S. Hayashi, M. Terakawa

  ACS Sustainable Chemistry & Engineering （ACS Sustainable Chemistry and Engineering)  11 （ 7 ） 3114 - 3122 2023年02月

  共著, 最終著者, 責任著者, 査読有り

  　概要を見る

  With the rapid development of the Internet of Things (IoT), numerous electronic devices are expected to be installed in the natural environment. Triboelectric nanogenerators (TENGs) can be reliable devices providing on-site, clean, and sustainable power generation in nature. The fabrication of metal-free, biodegradable TENGs will reduce the environmental burden and disposal cost after usage. In this study, we demonstrate the direct fabrication of conductive graphitic carbon on a biodegradable polymer composite by laser-induced graphitization and apply the structures for metal-free biodegradable TENGs. Laser-induced graphitization of poly(lactic acid) (PLA) composite sheets was achieved for the first time by mixing alkaline lignin powder as a filler. The fabricated TENGs could generate electricity, and the power density reached ∼1.98 mW/m2 at a load resistance of 200 MΩ when the fabricated TENG was driven at a contact frequency of ∼1 Hz and a contact pressure of 1 N. Power generation by contact with water and plants was also demonstrated, showing its applicability for power generation in natural environments. The proposed method in this study offers the facile fabrication of biodegradable devices and the development of sustainable power generation devices.

  • Access to Document (DOI)
  • Access to Document (DOI)

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KOARA（リポジトリ）収録論文等 【 表示 ／ 非表示 】

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• 回折限界を超える極微細金属構造のレーザーファブリケーション

  寺川, 光洋

  科学研究費補助金研究成果報告書 2020年

• 高繰り返しフェムト秒レーザパルスによる有機材料への導電性付与

  寺川, 光洋

  福澤諭吉記念慶應義塾学事振興基金事業報告集 （福澤基金運営委員会)  2020年

• 超高速ミー散乱増強光の多光子過程による再生医療用薬剤放出技術の研究

  寺川, 光洋

  科学研究費補助金研究成果報告書 2017年

• ミー散乱増強光の時空間制御による核内分子デリバリー

  寺川, 光洋

  科学研究費補助金研究成果報告書 2016年

• 感染症予防を目指した細胞・抗原分子の高速レーザーナノサージェリー技術の研究

  寺川, 光洋

  科学研究費補助金研究成果報告書 2013年

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総説・解説等 【 表示 ／ 非表示 】

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• Laser-based molecular delivery and its applications in plant science

  D. Heinemann, M. Zabic, M. Terakawa, J. Boch

  Plant Methods (Springer Nature)  18 ( 82 ) 1 - 14 2022年06月

  共著

  • Access to Document (DOI)

• レーザー炭化によるグラフェン生成とその新展開

  寺川光洋

  OPTORONICS 41 ( 484 ) 153 - 158 2022年04月

  記事・総説・解説・論説等（その他）, 単著, 筆頭著者, 最終著者, 責任著者

• フェムト秒レーザー改質による高分子材料への導電性付与

  林秀一郎, 寺川光洋

  表面技術 71 ( 11 ) 684 - 688 2020年11月

• 超短パルスレーザーによる多光子還元

  寺川光洋

  光アライアンス 30 ( 8 ) 55 - 58 2019年08月

  記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）, 単著

• Femtosecond laser processing of biodegradable polymers

  Terakawa M.

  Applied Sciences (Switzerland) 8 ( 7 ) 1123 2018年07月

  記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 単著

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  © 2018 by the authors. Biodegradable polymers have attracted increasing attention in tissue engineering and drug delivery systems owing to their high biocompatibility and biodegradability. Among the various methods for shape forming and modification of biodegradable polymers, laser processing has advantages in a dry processing approach that can process complex-shaped surfaces without using toxic chemical components. This review provides an overview of femtosecond laser processing of biodegradable polymers, especially in the last decade. The interaction mechanism of femtosecond laser pulse and biodegradable polymers, e.g., bond dissociation after laser irradiation, affects the degradable property of biodegradable polymers, which has the potential to control the degradation and sustainability of a structure. Applied studies on controlling cell behavior, tissue scaffolding, and drug release are also described.

  • Access to Document (DOI)

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研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

• (Invited) Laser-induced graphitization of sustainable materials

  M. Terakawa

  The 24th International Symposium on Laser Precision Microfabrication (LPM 2023), 

  2023年06月

  , 

  口頭発表（招待・特別）

• Fabrication of Triboelectric Nanogenerators by Laser-induced Graphitization of Cellulose Nanofiber Films

  Y. Kondo, R. Funayama, M. Terakawa

  The 24th International Symposium on Laser Precision Microfabrication (LPM 2023), 

  2023年06月

  , 

  口頭発表（一般）

• Consideration of heating rates on structure formation for laser-induced graphitization of polymers

  S. Hayashi, X. Du, M. Rupp, K. A. Filsinger, M. Terakawa, C. B. Arnold

  The 24th International Symposium on Laser Precision Microfabrication (LPM 2023), 

  2023年06月

  , 

  口頭発表（一般）

• (Invited) Femtosecond laser-induced modification of soft materials into conductive structures

  M. Terakawa

  Progress in Ultrafast Laser Modification of Materials (PULMM 2023), 

  2023年06月

  , 

  口頭発表（招待・特別）

• （招待講演）フェムト秒レーザ誘起グラフェンとその応用

  寺川光洋

  令和5年電気学会全国大会　シンポジウム「S11 レーザ精密加工の知見・技術の最前線」, 

  2023年03月

  , 

  口頭発表（招待・特別）

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競争的研究費の研究課題 【 表示 ／ 非表示 】

競争的研究費の研究課題 【 表示 ／ 非表示 】

• スマートマテリアルに駆動力と機能を付与するレーザープロセシング技術の確立

  2022年04月

  -

  2026年03月

  文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費補助金 基盤研究(B), 補助金,  未設定

• レーザプロセシングにより実現するエネルギー・ハーベスティング・デバイス

  2022年04月

  -

  2024年03月

  東電記念財団, 研究助成（基礎研究）, 未設定

• 高繰り返しフェムト秒レーザパルス照射による高結晶性かつ高導電性微細構造の直接描画

  2021年09月

  -

  2024年03月

  天田財団, 重点研究開発助成　課題研究, 補助金,  未設定

• 回折限界を超える極微細金属構造のレーザーファブリケーション

  2018年07月

  -

  2021年03月

  文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費補助金　挑戦的研究（萌芽）, 補助金,  研究代表者

• 三次元多光子レーザープロセシングによる機能因子放出スキャフォールドの実現

  2018年04月

  -

  2022年03月

  文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費補助金　基盤研究(B), 寺川光洋, 補助金,  研究代表者

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知的財産権等 【 表示 ／ 非表示 】

知的財産権等 【 表示 ／ 非表示 】

• レーザーを用いた薬剤放出方法

  出願日： 2013-046732  2013年03月 

  特許権

• 移植組織または臓器への薬剤導入方法ならびに薬剤導入装置

  出願日： 特願2007-196580  2007年07月 

  公開日： 特開2008-49150   

  特許権

• Method and apparatus for drug delivery to tissue or organ for transplant

  出願日：   2007年 

  公開日： US 2009/0233987 A1  2009年 

  特許権

• 細胞への薬剤導入方法および細胞への薬剤導入装置

  出願日： 特願2006-113384  2006年04月 

  公開日： 特開2007-284379   

  特許権

• 薬剤導入方法及び薬剤導入装置

  出願日： 特願2004-147971  2004年05月 

  公開日： 特開2005-330194   

  特許権

受賞 【 表示 ／ 非表示 】

受賞 【 表示 ／ 非表示 】

• SPIE Fellow

  2023年01月, SPIE (International Society for Optics and Photonics)

  受賞区分： その他

• 電子・情報・システム部門研究会 優秀論文発表賞

  2014年09月, 電気学会

• 応用物理学会　講演奨励賞

  寺川 光洋, 2012年03月, 応用物理学会, フェムト秒レーザの多微粒子レンズ集光場による細胞膜の単一パルスプロセッシング

  受賞区分： 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

• 慶應義塾大学 総合デザイン工学専攻 優秀研究活動賞 (博士)

  寺川 光洋, 2008年03月

  受賞区分： 塾内表彰等

• 慶應義塾大学 藤原賞

  寺川 光洋, 2007年03月

  受賞区分： 塾内表彰等

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その他 【 表示 ／ 非表示 】

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• 2017年11月

  　内容を見る

  The Optical Society (OSA) News Release: Metal-Silicone Microstructures Could Enable New Types of Flexible Optical and Electrical Devices

• 2014年03月

  　内容を見る

  SPIE Newsroom: Femtosecond laser pulses for smart drug delivery

• 2012年04月

  　内容を見る

  SPIE Newsroom: Ultrafast near- and far-field nanoablation patterning

担当授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

担当授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

• 物理学Ｃ

  2023年度

• 光・量子エレクトロニクス

  2023年度

• レーザプロセシング

  2023年度

• 自然科学実験

  2023年度

• 電気情報工学実験第１

  2023年度

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所属学協会 【 表示 ／ 非表示 】

所属学協会 【 表示 ／ 非表示 】

• SPIE フェロー, 

  2023年01月

  -

  継続中

• SPIE, Senior Member, 

  2019年06月

  -

  継続中

• OSA, Senior Member, 

  2019年06月

  -

  継続中

• レーザ加工学会, 

  2013年04月

  -

  継続中

• 日本レーザー医学会, 

  2012年11月

  -

  2020年09月

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委員歴 【 表示 ／ 非表示 】

委員歴 【 表示 ／ 非表示 】

• 2022年08月

  -

  2024年03月

  レーザー学会学術講演会第44回年次大会　プログラム委員会　委員長, レーザー学会

• 2022年06月

  -

  2023年03月

  レーザー学会学術講演会第43回年次大会プログラム委員会 D レーザープロセッシング　委員, レーザー学会

• 2022年05月

  -

  2023年07月

  Treasury Leader, Organizing Committee, The 24th International Symposium on Laser Precision Microfabrication

• 2022年04月

  -

  2023年03月

  Program Committee, Frontiers in Ultrafast Optics: Biomedical, Scientific, and Industrial Applications XXIII , SPIE Photonics West 2023

• 2022年04月

  -

  2023年03月

  Program Committee, Laser Applications in Microelectronic and Optoelectronic Manufacturing (LAMOM) XXVIII, SPIE Photonics West 2023

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