SupportAnywhere_PV_#1 SupportAnywhere_PV_#2 SupportAnywhere_PV_#3

 

4/1に学生証を配布します（感染拡大防止のため、配付時間を分割しております。）。学生証の受け取りは本人に限り、郵送はいたしかねます。学部生は「受験票」、大学院生は「公的身分証明書（運転免許証、パスポート、在留カード）」を必ず持参のうえ、指定の場所・時間帯にお受け取りください。また、開始直後は混みあいますので、滞留が生じないよう分散しての来場にご協力ください。

• 印刷用PDF（年度始行事日程）

※定期券は、学生証受け取り後、購入可能です。届出住所の変更を要する場合は、MyWasedaを経由しての届出が承認された後、裏面シールの再発行が必要です（Support Anywhere「各種申請・変更手続き」）。
※急な体調不良などによる欠席の連絡は不要です。やむを得ない事情により受け取れなかった場合に限り、4/4以降、西早稲田キャンパス51号館1階理工学統合事務所教学支援課カウンターにてお渡しします（4/2-3は、受け取れません）。学部生は「受験票」、大学院生は「公的身分証明書（運転免許証、パスポート、在留カード）」を持参のうえ、事務取扱時間内にお受け取りください。
※共同大学院の他大学（東京女子医科大学・東京農工大学・東京都市大学）本属学生の方は、早稲田大学学生証およびWaseda IDを専攻の指示にしたがってお受け取りください。

学部生

大学院生

 

演題：原子力エネルギー利用と安全研究の最前線

 

日時：2022年3月14日(月)13：00～17：30

 

会場：西早稲田キャンパス 63 号館 2 階 02 教室

オンライン（Zoom）のハイブリッド同時開催

 

対象：学部生・大学院生、教職員、学外者、一般の方

 

参加方法：参加無料、事前申込制

 

事前申込先：【申込期限：2022 年 3 月 7 日】

以下の Google フォームより参加申し込みください。

https://forms.gle/Fajbq7SapsBY2nfX6

現在、新規参加お申込みはオンライン参加に限定させて頂いております。

 

主催：先進理工学研究科　共同原子力専攻

 

問合せ：早稲田大学 理工センター 総務課

 

TEL：03-5286-3000

*English version follows Japanese

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3/18に配布します。感染拡大防止のため時間を分割しますので、指定の時間帯および教室でお受け取りください。開始直後は混みあいますので、滞留が生じないよう分散して来場するようご配慮ください。

※共同大学院他大学（東京女子医科大学・東京農工大学・東京都市大学）本属学生の方は、専攻の指示に従ってお受け取りください。

※急な体調不良などによる欠席の連絡は不要です。3/18に来られない場合は、4/2の同時間帯・会場で実施する2回目にお受け取りください（3/19～4/1の期間はお渡しできません）。2回とも参加できない場合は、4/4以降、51号館1階教学支援課カウンターにてお受け取りください（郵送はいたしかねます）。

※学生証をまだ受け取っていない方は、教学支援課カウンターで学生証を受け取ってから、裏面シールをお受け取りください（学生証の郵送はいたしかねます）。

※住所変更が生じている方は、以下の手順でご対応ください。
(1)MyWasedaから住所変更を申請(Support Anywhere「各種申請・変更手続き」)
(2)学生証裏面シールを受け取り
(3)51号館1階教学支援課カウンターにて裏面シールを交換

配付スケジュール・場所一覧

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New backside sticker for AY 2022 of your Student ID card

New backside sticker for your student ID will be distributed on March 18, within the period designated for each group/major. Below schedule is arranged for the infection prevention, thus your cooperation to be at your designated period would be highly appreciated.

*It is not necessary to inform us of absences due to sudden illness or other reasons. In case March 18 is not convenient for you, please pick it up on April 2. The venue and the time frame for each group/major remain the same as March 18. (You cannot receive new backside sticker from March 19 to April 1.) If you are unable to attend both sessions, please pick up it after April 4  at “Academic and Student Affairs Section at the Center for Science and Engineering” at the grand floor of the Bldg. 51, Nishi-Waseda Campus (ONLY receive it at counter, no postal service).

*If you have not received your student ID card yet, please pick up it before each session (the list below) at “Academic and Student Affairs Section at the Center for Science and Engineering” at the grand floor of the Bldg. 51, Nishi-Waseda Campus (ONLY receive it at counter, no postal service).

*If you have changed your address, please follow the steps below:
(1) Request a change of address via MyWaseda.
(2) Receive your new backside sticker.
(3) Exchange the sticker at “Academic and Student Affairs Section at the Center for Science and Engineering” at the grand floor of the Bldg. 51, Nishi-Waseda Campus.

[Undergraduate]Enrollees of 2021

#401 of Bldg.53

12:00-14:00 Math/CSCE Major
14:00-16:00 ME Major

#403 of Bldg.53

10:00-12:00 CE Major
14:00-16:00 Phys/Chem/Bio Major

[Undergraduate]Enrollees of 2020

#303 of Bldg.53

10:00-12:00 School of Fundamental Science and Engineering
12:00-14:00 School of Creative Science and Engineering
14:00-16:00 School of Advanced Science and Engineering

[Undergraduate]Enrollees of 2019 (or before)

#203 of Bldg.53

10:00-12:00 School of Fundamental Science and Engineering
12:00-14:00 School of Creative Science and Engineering
14:00-16:00 School of Advanced Science and Engineering

For All Graduate Students

#B03 of Bldg.53

10:00-12:00　Graduate School of Fundamental Science and Engineering
12:00-14:00　Graduate School of Creative Science and Engineering
14:00-16:00　Graduate School of Advanced Science and Engineering (*Please follow the instruction from the department if there is any.)

[最終更新日]
2022/2/28
「7.オンライン授業に関するお問い合わせ」を更新しました。
Updated “7.Inquiry about taking online courses”.
2022/2/24
Webサイトを公開しました。
Site opened.

以下のとおり、2022年度の授業についておしらせします。WasedaメールやMyWaseda、Waseda Moodleにて、大学あるいは教員から発信される重要なお知らせについても、都度確認のうえご対応ください。
This is to inform you of the classes for Academic Year 2022. Please be sure to check your Waseda emails, the announcements on MyWaseda and Waseda Moodle which are sent from the University and faculty members.

Index

1.授業実施方法の確認方法/How to check course delivery methods
2.対面授業時の感染予防/Preventing Infection in Face to Face Classes
3.西早稲田キャンパスのオンライン授業受講スペース/Classrooms for taking online classes in Nishi-Waseda Campus
4.科目登録/Course registration
5.早稲田大学生協教科書・教材販売/Purchasing of textbooks and other materials at Waseda Co-op
6.対面授業（講義・演習・実験）」に出席できない場合/In case you cannot attend in-person classes (lecture, seminar, laboratory courses)
7.オンライン授業に関するお問い合わせ/Inquiry about taking online courses
8.学生生活に関するサポート/ Supports for Student Life
9.お問い合わせ/ Inquiry

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1.授業実施方法の確認方法/How to check course delivery methods

科目登録前にWebシラバスを参照し、「対面授業」「オンライン授業」など授業実施方法をご確認ください（検索方法）。
※共同大学院設置科目は各専攻にご確認ください。
Please check web syllabus prior to course registration and check the course delivery method of each course, such as “face-to-face” or “online” classes（How to search）.
*For courses at Cooperative Major, please contact with the relevant faculty members directly.

• Webシラバス
• Syllabus Search

留意事項/Note

• 今学期は、16週目に対面教場試験を実施する科目もありますので、各科目シラバス、担当教員からの連絡に十分ご注意ください。
  In Spring Semester 2021, some subjects will have a face-to-face classroom examination in the 16th week, so please be careful about syllabus of each subject and contact notifications from each faculty member.
• 掲載科目は科目登録後、履修者数等によって、対面授業がオンライン授業に変更される場合があります。
  After course registration, some face-to-face courses may be changed to online courses depending on the number of course participants.
• 選択科目の一部には定員を設定する可能性があり、その科目で登録者が定員を超えた場合は抽選を行います。
  Some of elective courses may set the limit for course participants’ number, and in case the number of applicants for a course exceeds the capacity, final course participants will be decided through a lottery.

2.対面授業時の感染予防/Preventing Infection in Face to Face Classes

• キャンパスの入構にあたっては、当日、自宅で体温測定を行い、平熱であることやコロナ感染症の疑いのある症状がないことを確認してください。
  On the day you plan to come to campus, take your temperature at home, make sure it is at average body temperature and no symptoms of a suspected COVID-19 infection.
• 各教室、建物入口、各フロアーに消毒液を常備します。キャンパス・教室に入る際には必ず消毒液で手指を消毒してください。また、日中は教室の清掃が入りません。ご自身が使用される前後に机上等の清浄が必要な場合は、各自教室設置の消毒液あるいは除菌シートによりご対応ください。
  Hand sanitizer is always available in each classroom, at the building entrance and on each floor. Please disinfect your hands/fingers with it before entering the campus and classrooms. Please note that classrooms are not cleaned during the day. If you need to clean your desk before or after you use it, please use the hand sanitizers and disinfecting wipes provided in the classroom.
• 教室内では常時マスクを着用してください。
  Wear a mask at all times in the classroom.
• 昼休みなど、飲食が許可された施設で昼食をとる場合、着席間隔に留意し、マスクを外している際には会話を謹むなど、感染対策に十分配慮してください。
  If you are having lunch in a place where eating and drinking are permitted, please take care to ensure that you are seated at the correct distance from each other at the correct distance from each other and that you do not talk when you are not wearing a mask.
• 生協のカフェテリアを含め、西早稲田キャンパス内で飲食が許可された施設を利用する場合、可能であれば、昼休みなど利用が集中する時間帯を避ける、また、占有せず利用終了後は速やかにほかの方に席を譲る、など、皆さんが利用できるようご配慮ください。
  When using facilities on the Nishi-Waseda campus where eating and drinking are permitted, including the cafeteria, please try to avoid peak hours such as lunchtime if possible, and when you have finished eating, please give up your seat to someone else as soon as possible, so that everyone can use the place.
  【教室での飲食/Eating and drinking in the classroom】
  教室は、昼休みに限り飲食を可とします。授業開始10分前には食事を終え、机上の消毒などを完了してください。
  You are permitted eating and drinking in the classrooms ONLY during the lunch break. Please finish eating and disinfect your desk 10 minutes before class starts.

ご参考

大学の方針に基づき、「３密回避」の感染予防を徹底します。
In accordance with the University policy, we will take measures to ensure the prevention of infections in the “Avoid the 3Cs (Closed spaces, Crowded places, and Close-contact settings).”

• 教室利用は収容定員の2/3程度、または履修者の着席間隔を1m程度空けることを目安として配当します。また教室の座席は、密集を避けるように対応しています。
  Classrooms are allocated so that the number of course participants is about 2/3 of the classroom capacity or students can be seated about 1 meter apart from each other. Also, classroom seating is arranged to avoid crowding.
• 大学の方針に基づき、教職員、TA等はマスクもしくはフェイスシールドを着用するなどの対策を講じています。
  Faculty & staff members and TAs wear masks or face shields, in accordance with university policy.

3.西早稲田キャンパスのオンライン授業受講スペース/Classrooms for taking online classes in Nishi-Waseda Campus

• 対面授業後にリアルタイムのオンライン授業がある場合は、以下の教室・PCルーム・学生ラウンジ等で受講し、終了後は速やかに帰宅してください。
  If you have a real-time online class after attending a face-to-face class, you may use a Classrooms, PC rooms, student lounges, etc. for taking online courses.
• 利用にあたっては、三密を避け、できる限りソーシャルディスタンシングを心掛け、着席間隔に留意してください。
  When using the facilities, avoid the 3Cs, keep social distancing, and please take care to ensure that you are seated at the correct distance from each other.
• 教室のWi-Fi環境を利用したオンライン授業の受講に際しては、個人のモバイルPC等を持ち込んでご利用ください（接続方法はITサービスナビ「ネットワーク利用案内」をご確認ください）。また、イヤホン・ヘッドホン等(マイク付を推奨)を利用し、授業における発言以外の私語は謹んでください。
  If you are going to be using Wi-Fi connections in the classrooms to take online classes, please bring your laptops and/or mobile devices (For details on how to setup, please refer to “Network Use Guide”.). Use earphones/ headphones (with microphone) and please refrain from speaking unless it is a statement or a question for class.
• 大学施設利用にあたっては「Support Anywhere」記載事項も合わせてご確認ください。　※ID・パスワードはMyWasedaのお知らせをご参照ください。
  When you use university facilities, please also check the information on “Support Anywhere”.　*ID/PW can be posted on the notice board of MyWaseda page

西早稲田キャンパス開放教室一覧 /Classrooms for taking online classes in Nishi-Waseda Campus

春学期　Spring　Semester（2022/4/5～2022/7/22）

号館 Buildings	教室 Classrooms	開放曜日・時間 Opening Days and hours
53	204 304 404* *音出し不可 *Keep quiet	月曜～金曜/Mon.-Fri. 8:00-21:25 ※授業実施日に限る *Available only when classes are held.
54	101,102,103,104 201,203 301,303 401*,403*　*音出し不可 *Keep quiet
55S ※語学専用 *For only language courses	02-01-1, 02-01-2 03-01, 03-03 03-07, 03-0903-08, 03-10 (5/11~利用可能 *Available )
60	102,202
61	202,206,210,214 302*,306*,310*,314* 401*,405*,409*,413* *音出し不可 *Keep quiet	月曜～土曜/Mon.-Sat. 8:00-21:25 ※授業実施日に限る *Available only when classes are held.

※上記以外の教室でも、授業やゼミ等で利用していない教室はオンライン授業受講のために使用できます。授業やゼミでの利用が始まった時は 、速やかに退出してください。
*Even classrooms that are not used in classes or seminars (other than the above) can be used for online classes. When a legitimate user starts using them in a class or seminar, please leave immediately.

西早稲田キャンパスPCルーム/PC rooms in Nishi-Waseda Campus

有線LAN接続済の既設PCの利用により、オンライン授業をより安定した環境で受講可能です。
By using an installed PC connected to a wired LAN, you can take online classes in a more stable environment.

号館 Buildings	教室 Classrooms	開放曜日・時間 Opening Days and hours
63号館3階 Building No.63 3rd Floor	・Aルーム/A room ・Bルーム/B room ・Cルーム/C room ・Dルーム/D room ・Eルーム/E room ・Fルーム/F room ・Gルーム/G room	・月～土曜日/Mon.-Sat.　9:00～21:25 ※PCルームの開室状況/ Opening hours of the PC room.　https://waseda10.classview.jp/clv/s/

• PCルームに関するお知らせ/ Notice about the PC room
  http://www.waseda.jp/mse/web/pcroom/
• PCログイン方法/How to log in to PC
  http://www.waseda.jp/mse/web/pcroom/pcroom_howtouse/
• PCの機種・OS・台数等/PC model, OS, number of PCs, etc.
  http://www.waseda.jp/mse/web/pcroom/oslist/

理工学図書館/Science and Engineering Library(Bldg. 51, B1F)

以下の施設を利用可能です。
You will be permitted to use the following facilities for taking online classes.

• グループワークルーム２/Group Workroom 2
  ※夏季休業期間中は閉室します。/ “Group Workroom 2” will be closed during the summer vacation.
  月～金/Mon.-Fri. 9:00-20:30, 　 土/Sat. 9:00-18:30
  *イヤホン・ヘッドホン等を利用し、授業における発言以外の私語は謹んでください。飲み物可。
  Please use earphones/ headphones and refrain from speaking unless it is a statement or a question for the class.You are permitted ONLY drinking.
• コミュニケーションラウンジ/Communication Lounge
  月～金/Mon.-Fri. 9:00-21:00（夏季休業期間中/During the summer vacation 9:00-20:00）, 　土/Sat. 9:00-19:00（夏季休業期間中は閉室/Closed during the summer vacation）
  *イヤホン・ヘッドホン等を利用し、私語は謹んでください。飲食可。
  Please use earphones/ headphones and refrain from speaking. You are permitted eating and drinking.

他キャンパスの開放教室/About the classroom for online classes in other Campus

「Learn Anywhere」にてご確認ください。
Please refer to 「Learn Anywhere」.

4.科目登録/Course registration

以下のサイトを参照し、スケジュールや注意事項を十分ご確認ください。
Please refer to below website.

• 科目登録
• Course registration

5.早稲田大学生協教科書・教材販売/Purchasing of textbooks and other materials at Waseda Co-op

履修する授業で指定されている教科書をWebシラバスで確認のうえ、必要に応じてご購入ください。
Please check the textbook for your course on Web syllabus and purchase it as needed.
※早稲田大学生協による教科書販売スケジュールは以下のサイトでご確認ください。
* Please check the following website for the textbook sales schedule by Waseda University Co-op.

• 早稲田大学生協教科書申込WEBサイト/Website for applying to purchase textbooks at Waseda University Co-op
• 早稲田大学生協営業時間/Business hours of Waseda University Co-op

※早稲田大学生協では各科目担当教員からの指示により教科書を入荷しています。早稲田大学生協に取り扱いのない教科書は、そのほかの方法でお求めいただくか、科目担当教員にご相談ください。
*Please check the following website for the sales schedule by Waseda University Co-op. Waseda University Co-op receives textbooks in stock as instructed by each course instructor.

※白衣・レポートセット・関数電卓・電子辞書・製図用品・作業着等は、生協購買部（57号館B1階）にて購入可能です。詳細は、上記早稲田大学生協Webサイトにてご確認ください。
White coats, report sets, calculators, electronic dictionaries, drafting supplies, work clothes, etc. can be purchased at the Co-op Purchasing Department (Bldg. 57, B1F). For details, please refer to the Waseda University Co-op website.

6.対面授業（講義・演習・実験）に出席できない場合/In case you cannot attend in-person classes (lecture, seminar, laboratory courses)

対面授業は原則として出席を要します。ただし、理工学術院設置科目について、次の事情等により登校できない状況にある場合は、配慮が必要な旨を各科目担当教員にお申し出ください。
In principle, attendance is required for face-to-face classes. In case you are unable to enter our campus due to the following reasons for the courses provided by FSE, please contact the instructor of each course and ask for academic accommodation:

1. 渡航禁止などの入国制限による場合
   Due to entry restrictions to Japan.
2. 基礎疾患等のやむを得ない事情により公的な証明書等（診断書等）が提示できる場合
   In case a student is able to present an official certificate (e.g. medical certificate) due to unavoidable circumstances such as an underlying medical condition

ワクチン接種および副反応による場合/In case of COVID-19 Vaccination or side effects of vaccinations

• 新型コロナウイルス感染症ワクチン接種に関わる授業欠席の取り扱いについて
• COVID-19 Vaccination-Related Class Absence

授業を欠席する必要性が生じた場合は、以下の手順でご対応ください。
If you need to be absent from classes due to this reason, please follow the procedure below.

1. 学生は「新型コロナウイルス感染症ワクチン接種による欠席届および配慮願」に必要事項を記入し、客観的な証明書類を添えて、51号館1階教学支援課カウンターに申し出る（体調不良等により、登校が難しい場合は、学生証の画像ファイルおよび必要資料をすべて添付のうえ、[[email protected]]宛にWasedaメールからお送りください）。
   Students must fill out the “Notification of Absence due to Covid-19 Vaccination”  forms, and submit them with objective evidence to the “Academic and Student Affair’s Section at the Center for Science and Engineering” at the grand floor of the Bldg. 51, Nishi-Waseda Campus (If you are unable to come to the school due to illness or other reasons, please send an image file of your student ID and all necessary documents to [[email protected]] via Waseda-mail.).
2. 事務所承認後、学生本人が担当教員に、教場にて（オンライン授業の場合はEメール、WasedaMoodleの「Message My Teacher」等を通じて）、「新型コロナウイルス感染症ワクチン接種による欠席届および配慮願」を渡し、配慮を願い出る。
   After approval by the Office, the student must submit the “Notification of Absence due to Covid-19 Vaccination” to the faculty member in charge at the classroom (or via E-mail, “Message My Teacher” on WasedaMoodle , etc. in the case of online classes) and ask for consideration.

体調不良など新型コロナ感染症への感染が疑われる場合/ In case of illness or other suspected cases of COVID-19 infection

無理に登校をせず、速やかに医師の診断により登校可否の判断を受けてください。それに伴い、授業を欠席する必要性が生じた場合は、WasedaMoodleの「Message My Teacher」などを通じて、科目担当教員に事情をご説明ください。
Please do not come to school without a doctor’s advice, and get a decision on whether or not you can come to school as soon as possible. If you need to be absent from classes due to this reason, please explain your situation to the instructor of each course via “Message My Teacher” on WasedaMoodle etc..

※病院が発行した領収書や診断書等は担当教員等から要請があった際に提出できるよう各自保管しておいてください。
*Please keep receipts and medical certificates issued by the hospital so that you can submit them when requested by the instructor of each course.

科目の連絡先/How to contact

講義科目・演習科目/Lectures/Seminars

LMSのメッセージにより、科目担当教員に相談ください。
With regard to the query about the course, please  send the message to the lecturer through Learning Management System.

• Moodleマニュアル「3.メッセージについて」
  Moodle Manual “3. Messages” 

実験科目/Laboratory courses

該当科目担当の実験室にお申し出ください。
Please contact the laboratory in charge of your course

新型コロナウイルス感染症罹患・濃厚接触者特定時の連絡方法/How to Report about  COVID-19 infoction

• 新型コロナウイルス感染症罹患・濃厚接触者特定時の連絡方法/How to Report about COVID-19 infection

7.オンライン授業に関するお問い合わせ/Inquiry about taking online courses

初回授業日あるいは各時限の開始時間はアクセスが集中する場合があります。可能な場合は授業日に先立ち、使用するツールなどやダウンロードしておくべき資料の有無などの教員からの指示を事前に確認して準備しておくことをお勧めします。
Access may be congested on the first day of the class or the starting time of each period. It is recommended that you check in advance instructions from the lecturer about tools or materials to be used.

オンライン授業履修にあたっての重要なおしらせは、通常Wasedaメールに送信されますが、E-mailは送信されず、Moodleのおしらせに掲載されるのみ、あるいは、別の連絡手段が指定される場合もあります。メールの受信状況やMoodleのお知らせなどを、1日に複数回確認してください。
Important notices for taking online courses will be sent to your Waseda email. Also, it may be posted only in Moodle’s announcements or other contact tools without sending email. Please follow the instructions of your instructors for each course. Please check your mail box and Moodle annoucements etc. several times per day.

(1)オンライン授業準備サイト「Learn Anywhere」/ Information: “Learn Anywhere” online preparatory website

早稲田大学のオンライン授業を受講するために必要な準備や、参考になる情報を掲載しています。
Online preparatory website “Lean Anywhere” provides several tips and information for you to take online courses.

• Learn Anywhere

【重要】セキュリティや著作権について/Important: About the security and copyright

セキュリティや著作権について正しい知識が必要です。ご自身の個人情報の漏洩以外にも他者の個人情報や肖像権などに十分留意してください。Waseda Moodle上での活動を含めてインターネット上ならではの取り扱いやレポートなどの課題に取り組む際の留意点など、オンライン授業だからこそ遵守しなければならないルールがあります。オンライン、オンデマンド含め講義内容の録画やSNSなどでの公開は厳に慎んでください。これらに違反すると、退学や停学といった厳しい処罰がくだされることもありますので、 正しい知識を身に付けて、十分に注意するようにしてください。
You are requested to have the accurate knowledge of the security and copyright. Apart from the leakage of your personal information, please be aware of the personal information and portrait rights of others. In addition, there are certain rules to follow especially for online classes (including activities on Waseda Moodle) as well as notes for working on reports and other assignments on internet. Violation of these rules may result in disciplinary action, such as expulsion from the university or academic suspension.

(2)困りごとが発生した場合の問い合わせ方法/How to contact in case of problems

Wasedaメールを使うことが推奨されています。メールやMoodleのメッセージを送る際には、学部・学科・学籍番号・氏名、授業に関する問い合わせの場合は科目名やクラス、担当教員、ご自身に生じている状況を詳しく記載のうえ、お問い合わせください。
You are recommended to contact via Waseda email. Be sure to indicate your school, department, student ID number, name and the detail of situation happening to you when sending email or a message to the lecturer via Learning Management System. (Course title and name of lecturers are required additionally when your query refers to your course.)

加えて、システム的なトラブルが生じている場合は、以下の情報を記載のうえ、お問い合わせください。
If you have any system problem, please ask with following details:

• 使っている環境（スマートフォンかPCか、メーカー機種OSなど）やソフトウェアやアプリケーション
  Your device (smart phone or PC, Mac or Windows etc.), software, application
• 通信環境（固定回線かモバイル環境か、Wifiの状況）
  Your communication environment (fixed line or mobile, Wifi status)
• 生じているトラブルの具体的な内容（エラーメッセージが出ている場合はその内容）
  Detailed description of the problem (e.g. error message on the screen)

また、アクセス集中に伴うシステムの配信遅延、そのほかの理由により、お問い合わせに対する返信に1週間程度の時間を要する可能性がございます。初回講義に関する問い合わせや質問の回答が、第2回の講義において示される場合もあります。皆さまにはご不便をおかけしますが、何卒ご理解とご協力の程、宜しくお願いいたします。
In case of system disruption caused by access congestion, a university-wide response may be sent from MyWaseda. It may take up to a week to respond to inquiries about the lecture content and assignments. To be more specific, answers to inquiries and questions about the first lecture may be presented in the second lecture. We apologize for any inconvenience this may cause and thank you for your understanding and cooperation.

• MyWaseda「システム・メンテナンス」
  MyWaseda System Maintenance
• 「Learn Anywhere」Collaborate 05_トラブルシューティング
  Learn Anywhere Collaborate Troubleshooting
• 「Learn Anywhere」よくある質問
  Learn Anywhere FAQ

(3)授業や教材に関する相談/ Inquiry about course and course material

教材や課題などはWebシラバスやWaseda Moodleにて通知されます。授業について質問がある場合は、LMSのメッセージ（教員から指示がある場合はそのほかの方法）により、科目担当教員に相談ください。
With regard to the query about the course contents (e.g. communication environment designated by the course) and materials (e.g. in case you cannot get the textbooks), please check the web syllabus or Waseda Moodle and contact with the course lecturer. Please follow that instruction. Otherwise please send the message to the lecturer through Learning Management System.

• Webシラバス
  Web syllabus
• Moodleマニュアル「3.メッセージについて」
  Moodle Manual “3. Messages” 

(4)理工学術院お問い合わせ窓口/Inquiry at FSE

上記にあてはまらない質問、あるいは、次の授業回になっても教員からの回答がない場合などは、「理工学術院オンライン授業お問い合わせ窓口」にお問い合わせください。
If you have any questions that do not appear in the above list, or if you do not receive a reply from the lecturer in the next class session, please contact the “Inquiry at FSE”.

• 理工学術院お問い合わせ窓口/ Inquiry at FSE

*MyWasedaログインのうえご回答ください。/ Please log in to MyWaseda and answer the questions.

Moodle上で科目が見つからない場合/ In case the course you registered is not appeared on My courses on Waseda Moodle.

1.以下の「科目名対照表」を確認する、あるいは、担当教員から、シラバスやWasedaメールに届くお知らせなどによりMoodle上で履修すべき科目名が明示されていないか確認してください。
In this case, please check with the “Course Comparison List” below or confirm the other course title with the syllabus or emails which are sent by the lecturer of the course.

• 科目名対照表/Course Comparison List
  ※Moodle上でコース名が見つけづらい科目のみ掲載しています。
  *This is a list of courses which names are hard to find in Waseda Moodle.

2.科目登録2次登録日程以降のオンライン授業に参加できるタイミングは「科目登録日程」をご確認ください。
Please refer to the Appendix 1 of your program regarding when you can participate in online classes registered during the 2nd and 3rd course registration period.

8.学生生活に関するサポート/ Supports for Student Life

大学における諸手続きや証明書申請の方法、あるいは、皆さんが抱えるさまざまな心配事に対する、大学や理工学術院の相談窓口は以下に記載されています。また、心理的な相談は、学生相談室や保健室にて、臨床心理士が対応しています。以下のサイトを参照のうえ、各窓口にお問い合わせください。
The University and the FSE provide consultation services for various concerns that you may have. For psychological counseling, clinical psychologists are available at the Student Counseling Room and the Health Support Center. Please refer to the following website:

• Support Anywhere
• 理工学術院問い合わせ・各種相談
• Faculty Contacts & Academic Advisor

理工学術院独自の学びを支えるサポート/Support for learning offered by the FSE

• 数学Q&A　（21/9/15Updated）
• 物理Q＆A　（21/9/15Updated）
• 情報Q＆A

9．お問い合わせ/ Inquiry

• 教学支援課：授業・学費・証明書・学生生活等
• Academic & Student Affairs Section: in charge of Course taking, Tuition fee, Certificate, Student life

※成績・科目登録については、MyWasedaログイン画面左下「成績照会　科目登録専用」をご利用ください。

*For your inquiries about grades and course registration, please contact via “Grades & Course registration” on MyWaseda log-in page.

2022年度 基幹・創造・先進理工学部一般入試（2月16、17日実施）の「英語」および「物理」「化学」のマーク解答問題について、解答を公表いたします。なお、上記科目に加え「数学」「生物」「空間表現」の「試験問題」および「記述解答問題の出題意図」については、6月ごろをめどに公表予定です。

• 2022年度理工一般 解答（英語）
• 2022年度理工一般 解答（物理・化学）

※ お問い合わせいただいた内容は本学で確認し、必要がある場合は、学術院Webページもしくは入学センターWebページに掲載いたします。個別に回答することはいたしません。

演題：ウイルス性肝炎とその基礎開発研究

 

日時：2022年3月14日(木)月16:30-18:00

 

会場：Zoomによるオンライン講演会

 

講師：村松　正道（国立感染症研究所　ウイルス第二部　部長）

 

対象：学部生・大学院生、教職員、学外者、一般の方

 

参加方法：参加無料、事前申込制

 

事前申込先：[email protected]

「お名前」「所属」「メールアドレス」「講演会参加の目的」を明記下さい。

早稲田大学の学生の場合は、学籍番号もご記入ください。

申し込みいただいた方に、zoomアドレスをお送りします。

 

主催：先進理工学部　生命医科学科

 

問合せ：早稲田大学 理工センター 総務課

 

TEL：03-5286-3000

演題：Part of speech knowledge of Japanese EFL learners

 

日時：2022年2月28日(月)13:30-14:30

 

会場：Zoomによるオンライン講演会

 

講師：石井　友子（明治学院大学　准教授）

 

対象：学部生、大学院生、教職員、学外者、一般の方

 

参加方法：参加無料、事前申込制

 

事前申込先：Https://forms.office.com/r/HVyFfNzHjD

 

申込締切：2022年2月27日(日)　17：00

 

主催：英語教育センター

 

問合せ：早稲田大学 英語教育センター

ラルフ・ローズ

[email protected]

 

 

演題：何が見えるか？何をするか？～ある有機化学者の自由な発想

 

日時：2022年3月3日(木)16：30－17：30

 

会場：早稲田大学　西早稲田キャンパス　55号館1階大会議室

 

講師：佐竹　彰治（東京理科大学　教授）

 

対象：学部生・大学院生、教職員、学外者、一般の方

 

参加方法：入場無料、直接会場へお越しください。

 

主催：先進理工学研究科　応用化学専攻

 

問合せ：早稲田大学 理工センター 総務課

 

TEL：03-5286-3000

 

遷移金属酸化物の近藤効果を初めて実証

～電子相関物性の設計・探索の新たなプラットホームを開拓～

大阪府立大学（学長：辰巳砂 昌弘）大学院 工学研究科 播木 敦 助教、博士前期課程1年 加瀬林 啓人さん、早稲田大学 理工学術院 溝川 貴司 教授、京都大学 化学研究所 島川 祐一 教授、広島大学 田中 新 准教授らは、マックスプランク研究所 Liu Hao Tjeng 教授、ウィーン工科大学 Jan Kuneš 教授らのグループと共同で、銅（Cu）とルテニウム（Ru）からなる酸化物（CaCu₃Ru₄O₁₂）のX線光電子分光（注1）を測定し、独自に開発した計算パッケージを用いて、高精度な理論解析を行いました。

その結果、CaCu₃Ru₄O₁₂では、遷移金属の酸化物ではほとんど報告例がない近藤効果（注2）が実現していることを初めて実証しました（図1）。近藤効果は、電気抵抗がゼロになる超伝導現象や電子の質量が有効的に異常増大する重い電子現象など、様々な量子物性の発現メカニズムと密接な繋がりがあります。今回の結果は、近藤効果が実現する遷移金属酸化物の物質群（四重ペロブスカイト遷移金属酸化物、注3）の存在を示唆するもので、更なる物質合成を進めることで、近藤効果に由来する新奇物性の発見が期待されます。

なお、この成果は、米国物理学会が刊行する学術雑誌「Physical Review X」にて、1月27日（日本時間）にオンライン掲載されました。

＜本研究のポイント＞

ペロブスカイト遷移金属酸化物CaCu₃Ru₄O₁₂のX線光電子分光実験データを測定し、最新の量子理論手法を用いて解析した結果、近藤効果が実現していることを実証した。

希土類化合物だけでなく、遷移金属酸化物でも近藤効果が発生することを示した。

今後、遷移金属酸化物の構成元素を制御することで、近藤効果が紡ぎ出す磁気応答や超伝導、重い電子状態などの新奇量子物性の発見が期待される。

＜研究の背景＞

遷移金属の酸化物や希土類元素（注4）からなる化合物は、電気抵抗がゼロになる超伝導体や磁性材料として、現代のテクノロジーを支えています。これらの物質の多種多様な性質には、電子が持つ磁石のような性質 -スピン- が重要な役割を果たしています。スピンは電子に内在する性質で、このスピンが規則的に配列すると、我々が普段目にする磁石が出来上がります。しかし、ある物質では温度を下げると、この電子のスピンが巨視的なスケールで消失する現象が起こります。これが、近藤効果と呼ばれる現象です。1964年に近藤淳博士により、この現象は「磁性元素と伝導電子の間の量子力学的な相互作用」に由来することが明らかにされましたが、その後の研究から、超伝導や磁性から素粒子物理学や原子核物理学まで、広範囲の物理現象の根幹と深い関わりがある現象であることがわかってきました。材料科学においては、量子情報デバイスの素子としても期待される半導体量子ドットの設計や、電子のスピンを利用して高効率デバイスの創造を目指すスピントロニクスの分野でも重要な役割を担い始めています。近藤効果は、希土類元素の化合物では多くの物質で発見されており、電子質量が異常増大する重い電子現象や超伝導などを理解・設計する基本概念として定着しています。その一方で、遷移金属の酸化物では、近藤効果の実現がはっきり裏付けられた物質はこれまで見つかっていませんでした。

＜研究内容＞

本研究では、銅（Cu）とルテニウム（Ru）の2つの遷移金属元素を含む酸化物CaCu₃Ru₄O₁₂（図2）に着目し、近藤効果の検証に挑みました。この物質に関しては、近藤効果を示唆する過去の実験結果もありますが、一方で近藤効果とは全く相寄れない実験結果も報告されていました。この状況を打破すべく、本研究グループは、高純度なCaCu₃Ru₄O₁₂のサンプルを合成し、CuとRuの電子を直接観測できるX線光電子分光の実験を行いました。国内外の高輝度放射光施設（国内のSPring-8、台湾の國家同歩輻射研究中心、韓国の浦項放射光源）を利用し、広い範囲の波長の入射X線で実験することで、CuとRuの電子それぞれを分離して観測することに成功しました。その結果、Cuの電子は、近藤効果を示す希土類化合物と類似のスペクトル（運動エネルギー）を示すことが確認できました。この新しい実験データを、独自に開発した第一原理手法（密度汎関数理論）と量子多体手法（動的平均場理論）を実装した解析パッケージにインプットすることで、CaCu₃Ru₄O₁₂の結晶内部のCuとRu電子の運動（図2）を再現できる理論モデル（多軌道ハバードモデル）が完成しました。

この理論モデルを、スーパーコンピュータ（オーストリア・ウィーンのVienna Scientific Cluster）を用いて数値的に解くと、低温下で存在するべきであるCu電子のスピンが消失する様子が我々の目の前に浮かびあがりました。詳細に解析すると、Ruの伝導電子が雲のようにCu電子のスピンを取り囲んで結合し、スピンを打ち消した（遮蔽した）多体束縛状態（注5）を形成していることがわかりました（図1、図3を参照）。さらに、この束縛状態が壊れ始める温度、すなわちCuのスピン（局在モーメント）が見え始める近藤温度と呼ばれる特性温度が非常に高い（500K以上）ことを突き止めました。実験的にこの温度に到達するのは困難を極めますが、今回正確な理論モデルが得られたおかげで、高精度数値シミュレーションを利用して近藤温度の評価が可能になりました。これは、過去の実験で、温度を上げてもCuのスピンが現れないという近藤効果と一見矛盾する結果が得られた問題を解消する重要なポイントで、CaCu₃Ru₄O₁₂の近藤効果を決定づけるものです。

今回の解析から、四重ペロブスカイト構造（化学組成式AA’₃B₄O₁₂）の、A’部分にCuを、B部分に遍歴性の高い伝導電子を提供できる遷移金属元素（今回はルテニウム）を配置することで、近藤効果を実現できることがわかりました。今後、B部分を他の元素で置換することで、Cu電子のスピンとの伝導電子の相互作用を調整し、近藤効果の強弱（近藤温度）を制御できると考えられます。したがって、四重ペロブスカイト構造を有する遷移金属酸化物は、近藤効果が紡ぎ出す磁気応答や重い電子現象、超伝導などの現象を探索・探究する新しいプラットホームになると期待されます。

＜社会的意義、今後の予定＞

本研究により、遷移金属酸化物のCaCu₃Ru₄O₁₂で近藤効果が初めて実証されました。本研究で得られた結果は、物性物理学を中心に広範囲の物理現象の源である近藤効果を実現・探究する新たなプラットホームを提案するという学術的な意義があります。また、現在のテクノロジーを支える遷移金属を用いた材料科学の分野に、近藤効果に由来する特異な磁気・電気応答を示す物質（四重ペロブスカイト構造の遷移金属酸化物）を設計・合成するための新たな指針を与えます。遷移金属の酸化物において、近藤効果が普及し、化学的制御が可能になることで、次世代量子情報デバイスやスピントロニクスにおける新しい素子やスピン伝導の制御法の開発に繋がると考えられ、今後の研究が期待されます。

＜発表雑誌＞

本研究の成果は、米国物理学会が刊行する学術雑誌「Physical Review X」にて1月27日（日本時間）にオンライン掲載されました。

＜雑誌名＞Physical Review X

＜論文タイトル＞CaCu₃Ru₄O₁₂: A High Kondo-Temperature Transition Metal Oxide

＜著者＞播木敦、加瀬林啓人（大阪府立大学）、溝川貴司（早稲田大学）、島川祐一、菅野聡（京都大学）、田中新（広島大学）、Liu Hao Tjeng, Takegami Daisuke, Chun-Fu Chang, Deepa Kasinathan, Simone Altendorf, Katharina Höfer, Federico Meneghin, Andrea Marino, Junwon Seo, Dong-Hoon Lee, Gihun Ryu, Alexander Christoph Komarek （マックスプランク研究所）、Yen-Fa Liao, Ku-Ding Tsuei, Chien-Te Chen （国立シンクロトロン放射光研究所）、Chang-Yang Kuo（マックスプランク研究所、国立シンクロトロン放射光研究所）、Cheng-En Liu,（マックスプランク研究所、国立交通大学）、Chi-Nan Wu,（マックスプランク研究所、国立清華大学）、Jan Kuneš（ウィーン工科大学）、Kyung-Tae Ko, Jonghwan Kim（浦項工科大学）、 Axel Günther（アウクスブルク大学）、Stefan Ebbinghaus（マルティン・ルター大学）

＜DOI番号＞10.1103/PhysRevX.12.011017

 ＜SDGs達成への貢献＞

大阪府立大学は研究・教育活動を通じてSDGs（持続可能な開発目標）の達成に貢献をしています。本研究はSDGs17のうち、「7：エネルギーをみんなにそしてクリーンに」、「9：産業と技術革新の基盤をつくろう」等に貢献しています。

 ＜研究助成資金等＞

本研究の一部は、科学研究費助成事業（科研費）（21K13884、19H05823 and 20H00397）、研究拠点形成事業（A.先端拠点形成型）、European Research Council（No.646807-EXMAG）、Deutsche Forschungsgemeinschaft （No.320571839） and SFB 1143 （No.247310070）、 からの支援を受けて行われました。

 ＜用語解説＞

（注1）X線光電子分光

X線を物質に照射すると、アインシュタインの発見した光電効果により、光電子が物質の表面から放出されます。この光電子の運動エネルギーを精密に測定することで、物質内部の構成元素の周りを運動している電子のエネルギー状態（バンド構造）を調べることができます。これをX線光電子分光と呼びます。

（注2）近藤効果

通常の金属は温度を下げると、原子の熱振動が抑制されるため、電気抵抗が減少します。しかし、磁性を持った不純物原子（例えば、ニッケルや鉄原子）が金属の中に存在した場合、温度を下げるとある温度以下で電気抵抗が上昇に転ずる場合があります。この現象そのものは1930年代から知られていましたが、その微視的な説明は1964年に近藤淳博士によって初めて与えられ、「近藤効果」と呼ばれています。

（注3）四重ペロブスカイト遷移金属酸化物

四重ペロブスカイト遷移金属酸化物は、一般式AA’₃B₄O₁₂で表され、A’とBに遷移金属元素が入ります。Aには、アルカリ金属、アルカリ土類金属などのイオンが入ります。広く普及している従来のペロブスカイト遷移金属酸化物（一般式ABO3）と比べて、2種類の遷移金属元素が含まれ、その間の電荷やスピンの相互作用が新たな自由度として働き、多彩な物性が現れることが知られており、精力的に研究が行われています。

（注4）希土類元素

希土類元素とは、原子番号57のランタン（La）から71のルテチウム（Lu）の15元素に、原子番号21のスカンジウム（Sc）と39のイットリウム（Y）を加えた17種類の元素の総称です。現代のテクノロジーを支える様々な分野で使用されており、私たちの身の回りの光ファイバ、レーザー、磁石、光磁気ディスクの中に含まれています。

（注5）多体束縛状態

近藤効果を示す物質では、局在したスピンとその周りを運動する伝導電子のスピンが互いに反対を向いている場合には、有効的に引力相互作用が働きます。この相互作用が十分強い場合、そのエネルギースケールより十分温度を下げると、伝導電子の集団はスピンに束縛されることになります。この状態を多体束縛状態（近藤一重項）と呼びます。

New Study Suggests an Alternative Technique for Determining the True Activity of Catalysts

Researchers from Japan perform reliable estimation of the activity of water-splitting catalysts with an unconventional technique

Electrolysis of water into hydrogen and oxygen is a potential source of clean hydrogen fuel. However, the process requires efficient electrocatalysts. Unfortunately, conventional techniques often overestimate their efficiency. Now, researchers from Japan demonstrate an alternative technique for gauging the electrocatalytic performance accurately, opening doors to a smooth transition from lab-scale studies to large-scale hydrogen fuel generation and commercialization of new catalysts with no activity loss issues from overestimation of activity with transient voltammetry techniques.

Electrolysis of water or “water electrosplitting” has received a great deal of attention recently owing to its potential as a clean source of hydrogen, the oft-touted fuel of the future. However, two issues have long stood in the way: the large amount of energy lost, and the cost of electrocatalysts (catalysts used for electrolysis). Fortunately, several new kinds of electrocatalysts have made their appearance, which could potentially solve these issues.

The screening of new electrocatalysts is conventionally performed with techniques such as “linear sweep voltammetry” (LSV) and “cyclic voltammetry” (CV), which involve applying a constantly changing voltage to an electrode and monitoring the resulting current. As this current depends on the rate of oxidation or reduction occurring at the electrode, the measured current readings can be used to determine the effect of an electrocatalyst on the speed of the electrolysis reaction.

However, an obvious drawback of these techniques is that they cannot accurately record the “steady-state” response of the electrocatalyst as it does not experience a particular applied voltage long enough to do so. As a result, substantially high current readings are often recorded, which do not reflect the true catalytic activity, hindering the development of efficient electrocatalysts and promotion of the same to large-scale processes.

In a new study published in the Journal of The Electrochemical Society, Assistant Professor Sengeni Anantharaj from Waseda University, Japan, along with his collaborators Dr. Subrata Kundu from CSIR-Central Electrochemical Research Institute, India, and Prof. Suguru Noda from Waseda University have now found a way around this problem, demonstrating an alternate technique called “sampled current voltammetry” (SCV) as a more reliable indicator of electrocatalytic performance at a constant steady-state applied voltage.

“Screening catalysts accurately is just as important as developing new catalysts for all energy conversion reactions,” says Anantharaj, speaking of his motivation. “Our work has highlighted a way to make accurate measurements of electrocatalytic activity previously not possible with conventional transient techniques.”

Researchers from Waseda University, Japan, suggest an alternate technique for measuring steady-state electrocatalytic activity more reliably over conventional transient techniques, opening up a potential route to efficient hydrogen generation from water splitting.
Photo courtesy: Sengeni Anantharaj from Waseda University

Before applying the SCV technique, the researchers analyzed the errors resulting from LSV. To show the deviation in current values, they used a steady-state technique called “chronoamperometry” (CA), which is the most accurate method of all yet time consuming to measure current at constant voltages and compared it to the values obtained from LSV.

To determine the activity of electrocatalysts used in electrolysis, they measured the current readings of both the oxygen-producing and hydrogen-producing half-cell reactions. Using a stainless-steel (SS) electrode, precipitated Co(OH)₂ (cobalt hydroxide), and platinum foil as catalysts in a KOH (potassium hydroxide) solution, the researchers found that the current density readings from LSV and CA differed significantly, with the difference growing wider at higher applied voltages.

Using the same setup, they then applied the SCV technique and recorded the current densities at various fixed voltages obtained from the steady-state CA responses. “To validate the suitability of SCV, we recorded the CA responses of the SS electrode at various regularly increasing voltages for 130 seconds, within which the SS interface was able to reach a steady state,” elaborates Anantharaj.

From the sampled current readings, the researchers found negligible difference compared to the steady-state CA technique, demonstrating the reliability of the SCV in correctly determining electrocatalyst’s behavior at different voltages. Additionally, while the SCV is particularly useful in the search for a suitable electrocatalyst for water electrosplitting, it can be used to screen electrocatalysts accurately for any electrochemical reaction.

“By addressing the long-standing problem of catalyst performance loss when promoted from the lab to the practical processes, our work could speed up the worldwide adoption of large-scale hydrogen generation from electrolysis,” comments Anantharaj.

It certainly appears we’re now one step closer to the wide adaptation of hydrogen-powered future!

Reference

Authors: Sengeni Anantharaj^1,2, Subrata Kundu³ and Suguru Noda^1,2
Title of original paper: Worrisome Exaggeration of Activity of Electrocatalysts Destined for Steady-State Water Electrolysis by Polarization Curves from Transient Techniques
Journal: Journal of The Electrochemical Society
DOI: 10.1149/1945-7111/ac47ec
Latest Article Publication Date: 5 January 2022
Affiliations:
¹Department of Applied Chemistry, School of Advanced Science and Engineering, Waseda University
²Waseda Research Institute for Science and Engineering, Waseda University
³Electrochemical Process Engineering (ECE) Division, CSIR-Central Electrochemical Research Institute (CECRI), India

電極触媒の活性を評価する高精度手法を開発

発表のポイント

• 水の電気分解反応を具体的な対象として、サンプリング時間を短く設定することができる「サンプルドカレントボルタメトリー（SCV）」と呼ばれる方法を開発。
• 新たな方法は、従来の過渡応答法における過大評価問題を解決し、定常法における所要時間を短縮することができる。
• 電極触媒の活性をより高精度に評価できるため、電解槽を円滑に実用化することが可能となる。

概要

早稲田大学理工学術院総合研究所のセンゲニ アナンタラジ次席研究員および理工学術院の野田 優（のだ すぐる）教授らは、電極触媒の活性をより高精度に評価するために、一定電位間隔の短時間クロノアンペロメトリー※1に基づく新しい準定常法を開発しました。この新たな手法により、従来の過渡応答法における過大評価の問題と、従来の定常法における所要時間の長さを解決することができ、精度の高いデータを迅速に得ることができます。本手法は、水電解による水素製造や二酸化炭素の電解還元、燃料電池などの電極触媒開発に活用できます。より正確にデータを蓄積することで、これらのデバイスのより正確な設計やエネルギー変換効率の向上を支え、再生可能電力の高効率利用などを通じて次世代エネルギーの確保や低炭素化などの社会課題の解決に繋がることが期待されます。

本研究成果は、米国・電気化学会発行の『Journal of The Electrochemical Society』に、“Worrisome Exaggeration of Activity of Electrocatalysts Destined for Steady-State Water Electrolysis by Polarization Curves from Transient Techniques” として、2022年1月5日（水）にオンラインで公開されました。

上図：Pt電極を用いた1 M水酸化カリウム水溶液の水電解による水素生成反応の各手法による性能比較。時間がかかるが正確な値の得られるCA（クロノアンペロメトリー）と比べ、簡便で一般的に利用されるLSV（リニアスイープボルタンメトリー）は性能が過大評価されるが、本法（SCV）は正確な値が得られる。

（１）これまでの研究で分かっていたこと

水の電気分解によるH₂合成、N₂還元によるNH₃合成、CO₂還元によるCH₄合成などの燃料合成反応から、燃料を消費して発電する燃料電池まで、あらゆるエネルギー変換反応には電極触媒が欠かせません。これらの反応に用いられる電極触媒の活性は、従来、リニアスイープボルタンメトリー（LSV）やサイクリックボルタンメトリー（CV）^※2などの過渡応答測定で評価されてきました。これらの技術は、取り扱いが容易で迅速なものの、活性を正確に決定することができません。また、物質移動^※3によって律される反応では、電流応答は電位のスキャンレート^※4に依存するため、誤差が大きくなります。さらに、実用上はこれらの触媒は定常状態（定電流・定電位）で使用されるため、その活性は過渡応答で決定された値よりもかなり小さくなることがあります。LSVやCVで活性を過大評価する原因には、電気二重層容量、寄生反応、触媒の自己酸化還元反応^※5による電流の混入など様々なものがあります。これらの電流は、設定電位や電流を一定に保ち、界面^※6が定常状態^※7になるのを待つと、一般に観測されなくなります。例えば、クロノアンペロメトリー（CA）がその一例です。しかし、非常に時間のかかるCAを、すべての設定電位に対して行うと、何日もの時間がかかってしまいます。そこで、LSVやCVのように、電極触媒の活性を過大評価せず、CAのように時間をかけることなく、かつ活性を正確に測定できる代替手法を開発することが重要となっています。

（２）今回の研究で新たに実現しようとしたこと、明らかになったこと

本研究では、サンプルドカレントボルタメトリー（SCV）という先進的な方法を開発しました。SCVは以前からステップポテンシャルボルタメトリー （SPV）という方法名で知られていましたが、あまり使用されず、プロトコルにいくつかの曖昧な点がありました。本手法では、サンプリング時間とその反応の種類や印加電位への依存性を正確に記述しました。

（３）そのために新しく開発した手法

我々は、水の電気分解反応を具体的な対象として、サンプルドカレントボルタメトリー（SCV）と呼ばれる方法を開発しました。これは、基本的に短時間（60〜200秒）のCA測定をいくつかのステップ電位に対して行うものです。最初の数秒で、電気二重層容量と自己酸化還元反応による電流はなくなり、その後に観測される電流が目的の反応によるものになります。さらに数十秒間電位を維持することで、CAにかなり近い活性値を得ることができます。ステップ電位を定期的に上げることで、LSVやCVと同じようなボルタンメトリー電流密度-電圧曲線を、より高い精度で得ることができます。触媒の定常状態への到達の速さに応じて、サンプリング時間を短く設定することができます。

上図：Co(OH)₂電極触媒を用いた1 M水酸化カリウム水溶液の水電解による酸素生成反応の測定結果の生データ。一定時間ごとにステップ状に電位を変化させて電流密度を測定。電流密度は電位を変化させた直後に大きく上昇した後、定常に達することがわかる。適切な電位間隔で、適切な待ち時間で電流密度を測定することで、正確性と迅速性を両立できる。

（４）研究の波及効果や社会的影響

多くの電解槽は、スケールアップの際に活性が低下することが商用化の妨げになっています。LSV/CVを使用して実験室で研究された触媒のほとんどは、大規模な運用に移行して定常状態で用いるとより低い性能を示します。これは、触媒自体ではなく、触媒の性能評価方法に起因するものです。本手法は、この問題を解決し、電解槽を円滑に実用化することに貢献します。

（５）今後の課題

今回開発した新たな方法は、従来から使われているLSVやCVよりも比較的精度が高いものの、オーミックドロップ^※8の問題があります。今後は、より精度が高く、オーミックドロップの問題がない手法の開発を目指します。

（６）研究者からのコメント

電極触媒の研究開発は、水電解による水素製造、二酸化炭素の電解還元、燃料電池など、多様な分野で日々進められ、毎年数千件もの論文が報告されています。しかしCVやLSVでの評価が一般に用いられ、不正確な値が蓄積されてしまっています。より正確な値を簡易に評価する本方法により、正しいデータが蓄積され、基礎研究から社会実装までより着実に繋がり、エネルギーの有効利用や低炭素化が推進されることを願います。

（７）用語解説

※1　クロノアンペロメトリー
電位をステップ状に変化させて、各電位における電流の時間変化を測定する方法

※2　LSV / CV
印加する電位を一定の速度で変化させて、触媒の性能を評価するための分析法。

※3　物質移動律速
反応物が電極に到達する速度が全体の速度を律して反応速度を決定する状況。

※4　スキャンレート
印加電位が上昇または下降する速度。

※5　Self-redox reaction current
触媒自身の酸化や還元によって生じる電流。

※6　インターフェイス
触媒を保持する固体電極と電解液の接合部

※7　定常状態
電流がほとんど変化を示さなくなった状態

※8　オーミックドロップ
直列の抵抗により界面で発生する電位差の低下。

（８）論文情報

雑誌名：Journal of The Electrochemical Society
論文名：Worrisome Exaggeration of Activity of Electrocatalysts Destined for Steady-State Water Electrolysis by Polarization Curves from Transient Techniques
執筆者名（所属機関名）：Sengeni Anantharaj (Waseda University), Subrata Kundu (CSIR -Central Electrochemical Research Institute), and Suguru Noda (Waseda University)
オンライン掲載日時：2022年１月５日（水）
掲載URL：https://iopscience.iop.org/article/10.1149/1945-7111/ac47ec/meta
DOI：10.1149/1945-7111/ac47ec

演題：GPCRのモデルとしてのロドプシン活性化の構造・機能研究

 

日時：2022年2月21日(月)14：00－16：00

 

会場：早稲田大学　先端生命医科学センター　セミナールーム３

または　Zoomによるオンライン参加

※コロナの状況によりオンラインのみとなる可能性あり

 

講師：木股　直規（東京大学　理学系研究科特任助教）

 

対象：学部生・大学院生、教職員、学外者、一般の方

 

参加方法：入場無料

直接会場（早稲田大学　先端生命医科学センター　セミナールーム３）へお越しください。

※Zoomにて参加ご希望の方はメールにて前日までに[email protected]まで事前連絡してください。

参加のためのZoom 情報をご連絡します。

 

主催：先進理工学部　電気・情報生命工学科

 

問合せ：早稲田大学 理工センター 総務課

 

TEL：03-5286-3000

量子アニーリングマシンで大規模な問題を解法するための技術を開発

発表のポイント

現状のイジングマシンは、ハードウエアの制約により、入力可能な問題規模が制限されていた

本研究では、最適性を失わずに大規模な組み合わせ最適化問題を小さな問題に分割する条件を解明し、さらに、解法可能な問題規模に小さくし繰り返し解法するアルゴリズムを開発した

本技術により、イジングマシンを使った現実世界の組み合わせ最適化問題の活用事例や活用範囲を広げることが期待できる

量子アニーリングマシン^※1（イジングマシン^※2）は、ハードウエア上の制約により、入力可能な問題規模が制限されていました。これを解消するため、早稲田大学グリーン・コンピューティング・システム研究機構（東京都新宿区、機構長　木村啓二）客員次席研究員の跡部悠太（あとべ ゆうた）氏、多和田雅師（たわだ まさし）研究院講師、同大学理工学術院の戸川望（とがわ のぞむ）教授らの研究グループは、最適性を失わずに大規模な問題を小さな問題に分割する条件をこのたび解明しました。さらにこれにもとづき、本研究グループは、小さな問題を繰り返し解法することで、量子アニーリングマシンやイジングマシンで大規模な問題を解法する技術を開発しました。

本研究成果は、米国のIEEE Computer Societyが発行する『IEEE Transactions on Computers』online版（Early Access）にPreprintとして2021年12月28日（火）（現地時間）に掲載されました。
論文名：Hybrid Annealing Method based on subQUBO Model Extraction with Multiple Solution Instances

（１）　これまでの研究で分かっていたこと（科学史的・歴史的な背景など）

現実世界のあらゆるところに存在する組合せ最適化問題^※3は大規模になるほど、従来型のコンピュータで最適解を得ることが困難になるため、様々な解法が研究されています。中でも近年、量子アニーリングマシンをはじめとしたイジングマシンと呼ばれる新しいタイプの計算機が注目されています。イジングマシンは組合せ最適化問題の答えを得るのに特化した計算機です。イジングマシンは国内外で研究開発され、一般のユーザーもクラウド上で使用できる段階になっています（図1）。

しかし、イジングマシンを活用するにはまだ課題が多くあります。特に、イジングマシンはハードウエア上の制約で、入力可能な問題規模制限されており、現状のイジングマシンでは大規模な問題を直接解法することは非常に困難でした。既存研究では、発見的な手法^※4によって、大規模な問題を小さな問題に分割してイジングマシンで解法していましたが、分割された問題の答えが、元の大規模な問題の答えと一致しているか理論的な条件は未解明のままでした。

（２）　今回の研究で新たに実現しようとしたこと、明らかになったこと

今回の研究では、量子アニーリングマシンをはじめとするイジングマシンに入力可能な問題規模の制限を解決するために、まず、最適性を失わずに大規模な組合せ最適化問題を小さな問題に分割する条件を解明しました。これにより、イジングマシンによって、条件を満足した小さな問題を解法すれば、元の大規模な問題の答えと一致することを証明しました。また、大規模な問題からうまくこのような条件を抽出し、元の大規模な問題を、イジングマシンで解法可能な問題規模まで小さくして、繰り返し解法する新たなアルゴリズムを提案しました。提案したアルゴリズムは、理論的な裏付けのもとに、大規模な問題を小さな問題に分割して解法するため、従来技術に比較して、精度よく元の大規模な問題を解法することが可能となります。

 （３）　そのために新しく開発した手法

大規模な組合せ最適化問題の一部を抽出して、イジングマシンに入力可能な規模の小さな問題を作り、イジングマシンで解法することを考えます。この際、どのように小さな問題を作るかがポイントとなります。大規模な組合せ最適化問題の答えは複数のビットの集まりによって構成されます。ビットの集まりのうち「解として正しくないビット列」をすべて含むように規模の小さな問題を作り、イジングマシンで解法すれば、「解として正しくないビット列」はすべて「解として正しいビット列」に正しく修正されることが理論的に分かりました。このとき、規模の小さな問題が「正しくないビット列」をすべて含んでいれば、「正しいビット列」が含まれていても構いません。

つまり、ある程度大雑把にすべての「正しくないビット列」を含むように小さな問題を作り、これを繰り返しイジングマシンで解法すれば良いわけです。

そこで、従来の古典計算機を使って、問題の答えの候補を複数個準備します。これら候補は必ずしも正しい答えではありませんが、複数の答えのビット列を見比べて、多くの候補でビット列が一致しているものは「正しいビット列」であり、答えが一致しておらずばらついているものは「正しくないビット列」だと考えることができます。「正しくないビット列」だけを抽出して、実イジングマシンで解法することで、最終的に全体として正しい答えを得ることができます。

実際に、実イジングマシンで解法することができる問題規模に対して、8倍～32倍の大きな問題について、提案手法と従来手法（ランダム手法^※5とqbsolv手法^※6）とを比較した結果、本手法で得られる答えの精度が高いことが分かりました（図2）。

（４）　研究の波及効果や社会的影響

従来イジングマシンではハードウエア制約によって利用可能なビット数が制限されていたために規模の大きな問題は解くことが困難でしたが、本手法を使うことによってイジングマシンで計算することができます。そのため、量子アニーリングマシンを含むイジングマシンを使った、現実世界の組合せ最適化問題への活用事例を広げることができると考えられます。また、本研究は古典計算機とイジングマシンとを併用して問題を解法する取り組みでもあり、イジングマシンの活用範囲が大幅に広がります。

（５）　今後の課題

本研究では、イジングマシンに入力可能な問題規模の制限を解消することに成功しています。今後は、さらに実世界に見られるさまざまな問題に本手法を適用し、有効性を検証していく必要があります。

（６）　研究者のコメント

本研究ではイジングマシンを活用するために重要なハードウェアの制限を解決する手法を開発しました。イジングマシンを活用した事例は増えつつありますが、本研究で開発した手法を使って、今まで活用できなかった事例が増えることを期待します。

（７）　用語解説

※1　量子アニーリングマシン

組合せ最適化問題を高速に解決すると期待されるマシン。量子効果により量子重ね合わせ状態を実現させ、それを初期状態として用意し、徐々に量子効果を弱める。同時に組合せ最適化問題を表現するイジングモデルの効果を強めることにより、イジングモデルの安定状態を実現させるという機構で動作する。

※2　イジングマシン

組合せ最適化問題をイジングモデルで表現し、組合せ最適化問題を解決するマシンの総称。上記、量子アニーリングマシンはイジングマシンの一種である。

※3　組合せ最適化問題

膨大な選択肢の中から､与えられた制約を満たしつつ、関数の最小値（または最大値）をとる選択肢を求める問題の総称。

※4　発見的な手法

ある問題を解法する手法は、問題の最適解を厳密に算出する手法や、おそらく良さそうと考えられる手続きを組み合わせる手法がある。発見的な手法とは後者の手法を表し、必ずしも元の問題の最適化が得られるとは限らない。

※5　ランダム手法

大規模な問題から、ランダムに小規模の問題を繰り返し抽出し、イジングマシンで解法する手法。

※6　qbsolv手法

D-Wave System社が提供するソフトウェア開発キットに含まれる手法で、発見的な手法に基づき、大規模な問題から小規模の問題を繰り返し抽出し、イジングマシンで解法する手法。

（８）　論文情報

雑誌名：IEEE Transactions on Computers
論文名：Hybrid Annealing Method based on subQUBO Model Extraction with Multiple Solution Instances
執筆者名（所属機関名）：Yuta Atobe（早稲田大学）, Masashi Tawada（早稲田大学）, Nozomu Togawa（早稲田大学）　※　所属は論文投稿時
掲載日（現地時間）：2021年12月28日
掲載URL：https://ieeexplore.ieee.org/document/9664360
DOI：10.1109/TC.2021.3138629

（９）　研究助成（外部資金による助成を受けた研究実施の場合）

研究費名・研究課題名：国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）「高効率・高速処理を可能とするＡＩチップ・次世代コンピューティングの技術開発／次世代コンピューティング技術の開発／量子計算及びイジング計算システムの総合型研究開発」
研究代表者名：川畑史郎（産業技術総合研究所新原理コンピューティング研究センター・副研究センター長）
早稲田大学における研究代表者名：理工学術院　教授　戸川望

芳香環にフッ素を導入しながら変形する
有機フッ素化合物の新規合成法の開発に成功

発表のポイント

• 芳香環にフッ素を導入しながらその環を開き、変形する反応の開発に成功。
• 様々な窒素を含む芳香環から第三級フッ素化合物の合成を実現。
• 医農薬、材料科学の分野で活躍する有機フッ素化合物の新規合成法を提供。

早稲田大学理工学術院の山口潤一郎（やまぐちじゅんいちろう）教授らの研究グループは、芳香環 （※1）にフッ素原子を導入しながら環を開き、変形する「芳香環開環型フッ素化反応」の開発に成功しました。

有機化合物にフッ素原子を導入すると、化学的・物理学的にも大きく性質を変化させることができることから、その導入法が盛んに研究されています。例えば、有機化合物に数多ある芳香環（芳香族化合物）にフッ素を導入する方法は様々です。しかし、芳香環の水素や置換基をフッ素に置き換えるものが多く、芳香環自体の形を変えるようなフッ素導入反応はほとんど知られていませんでした。もし、芳香環をフッ素導入と同時に変形することができれば、より多様な有機フッ素化合物を創出することができます。

今回の研究では、窒素を含む芳香環にフッ素化剤を作用させることで、フッ素を導入しながら、芳香環の結合（窒素―窒素結合）を切断し、有機フッ素化合物を合成することに成功しました。得られる有機フッ素化合物は元の構造からは全く異なる第三級フッ素化合物（※2）であり新形式の反応です。

今回の研究により、医薬品などを含む40種類以上の化合物を様々な第三級フッ素化合物に変換できました。また、芳香族化合物を原料とした、新たな有機フッ素化合物の合成法を提供することとなります。本研究成果は、複雑化合物の合成終盤での適用も可能であり、創薬化学研究における新規医薬品候補化合物の合成などへの応用が期待できます。

本研究成果は、英国王立化学会誌『Chemical Science』のオンライン版に2021年12月21日（現地時間）に掲載されました。

論文名：Ring-Opening Fluorination of Bicyclic Azaarenes （二環式アザアレーンの開環型フッ素化反応）

(1)これまでの研究で分かっていたこと

有機フッ素化合物は、撥水性・耐熱性の高い有機材料や、脂溶性や代謝安定性に優れた医農薬の原料として多用される注目物質です。そのため、現在世界中で多くの有機化合物へのフッ素導入反応が開発されています。例えば、有機化合物の代表格である芳香環（芳香族化合物）にフッ素を導入する手法も、日夜新しい方法が報告されています。しかし、芳香環の水素や置換基をフッ素に置き換えるものが多く、芳香環自体の形を変えるようなフッ素導入反応はほとんど知られていませんでした。もし、芳香環の形をフッ素導入と同時に変形することができれば、膨大に存在する芳香環から、より多様な有機フッ素化合物を創出することができます。

(2)今回の研究で新たに実現しようとしたこと、明らかになったこと

早稲田大学の研究グループ（先進理工学研究科博士後期課程3年小松田雅晃さん、理工学術院山口潤一郎教授ら）と武田薬品工業株式会社の研究グループは共同で、芳香環にフッ素を導入しながら形を変形し、第三級フッ素化合物を合成する新たな手法の開発に挑戦しました。

今回開発した開環型フッ素化反応により40種類以上の窒素を含む芳香族化合物を様々な第三級フッ素化合物に変換可能であることが分かりました。複雑な構造を有する医薬品誘導体をフッ素化することも可能であり、新たな含フッ素医薬品誘導体を簡便に提供することにも成功しています。機構解明研究により、この新反応の反応機構が明らかとなりました。また、本反応をキラル（※3）フッ素化合物の合成法へと展開することにも成功しました。

(3)そのために新しく開発した手法

今回、芳香族化合物の開環型フッ素化の開発にあたり、二環式アザアレーンという窒素―窒素結合を含む芳香環に着目しました。二環式アザアレーンに求電子的フッ素化剤（※4）を作用させることで、フッ素化に続き、窒素―窒素結合が切断され、芳香環の開環が進行すると考えました。反応条件の精査の結果、求電子的フッ素化剤として市販のSelectfluor^®を用いることで、種々の二環式アザアレーンの芳香環開環型フッ素化が進行し、第三級フッ素化合物を与えることを発見しました。また、反応機構解明研究により反応はフッ素化のみが進行した中間体を経由することを確認しました。さらに、フッ素導入後のフッ素化剤が窒素―窒素結合を切断する役割（塩基）も担っていることを明らかにしました。

(4)研究の波及効果や社会的影響

今回開発した開環型フッ素化は、芳香族化合物を求核剤（※5）とした求電子的フッ素化反応に分類されるものの、生成物として第三級フッ素化合物を与える新形式の反応です。市販のフッ素化剤を混ぜて、加熱するという、簡便かつ穏和という、工業的にも実施可能と思われる条件で反応が進行することも特徴です。そのため、複雑化合物の合成終盤での適用も可能であり、創薬化学研究における新規医薬品候補化合物の合成などへの応用が期待できます。

(5)今後の課題

非常にユニークな方法であるものの、適用できるアザアレーンが限られていることや、導入可能な官能基がフッ素のみであることが課題です。今後、より綿密な反応設計や条件の検討により、これらの課題を克服したいと考えています。

(6)研究者のコメント

これまで汎用性の高い芳香族化合物を有用化合物に変換する新奇反応の開発を精力的に行ってきました。本研究では、これまで類を見ない芳香族化合物の骨格を変化させながら有用なフッ素原子を導入する新反応の開発に成功しました。早稲田大学・武田薬品工業、両研究グループの綿密な共同研究により、この難易度の高い化学反応の開発を達成することができました。今後も、本研究で得た知見を活かし様々な芳香族化合物の新奇変換反応を開発していきたいと思います。

(7)用語解説

※1　芳香環・芳香族化合物
環状の不飽和有機化合物。容易に合成が可能。化学的に安定である。窒素や、酸素、硫黄（ヘテロ原子）などの入った芳香族化合物もある（ヘテロ芳香環）。

※2　第三級フッ素化合物
フッ素が直接結合している炭素原子に３個の炭素原子が結合している化合物。

※3　キラル
右手と左手の関係ように、ある分子とその鏡像を重ね合わせることができないときその分子をキラルという。

※4　求電子的フッ素化剤
電子が不足しているフッ素（F⁺）と有機化合物が反応してフッ素化合物を与える反応試薬。

※5　求核剤
電子が不足している化学種（求電子剤）と反応し電子を受け渡すことで化学結合を形成する化学種。

(8)論文情報

掲載雑誌：Chemical Science（英国王立化学会誌）
論文名：Ring-Opening Fluorination of Bicyclic Azaarenes（二環式アザアレーンの開環型フッ素化反応）
著者：Masaaki Komatsuda, Ayane Suto, Hiroki Kondo Jr., Hiroyuki Takada, Kenta Kato, Bunnai Saito, and Junichiro Yamaguchi（小松田雅晃¹、須藤絢音¹、近藤裕貴¹、高田浩行²、加藤健太¹、齊藤文内²、山口潤一郎¹）
所属：1．早稲田大学　2．武田薬品工業
掲載日（現地時間）：2021年12月21日
DOI: 10.1039/D1SC06273E
掲載URL：https://doi.org/10.1039/D1SC06273E

(9)研究助成

本研究は、科研費（挑戦的研究萌芽、基盤研究（B）、学術変革領域研究（A）、特別研究員奨励費）、ERATO、早稲田大学アーリーバードプログラムによる支援を受けて行われました。