The University of Electro-Communications 
Graduate School of Informatics and Engineering, School of Informatics and Engineering 
"Department of Engineering Science, Cluster III (Fundamental Science and Engineering)" 

Adarsh SANDHU 

Personal website  

Fujitsu Laboratories Ltd, Atsugi, Japan  1986/07/01-1995/03/31 
Cavendish Laboratory, Cambridge University  Visiting Scholar  1992/08/01-1993/08/31 
Tokai University  1995/04/01-2002/07/31 
Tokyo Institute of Technology  2002/08/01-2010/03/31 
Electronics-Inspired Interdisciplinary Research Institute (EIIRIS)  2010/04/01-2015/03/31 
University of Electro-Communications (UEC)  2015/04/01-Present 
電気通信大学  学長補佐(国際広報担当)  2015/10/01-2020/03/31 

Academic background
University of Leeds  Department of Physics  Other  1982/06/30 
University of Manchester  School of Electrical and Electronic Engineering  Other  1986/06/30  Completed 

Academic degrees
Advanced Epitaxial Semiconductor Technology  University of Manchester  1986/06/01 

Outlines of current research
Members of the Sandhu Laboratory are conducting the following research:
・Fabrication of "wet-capsules" for the observation of samples in liquid for transmission electron microscopy. Theme3:Medical application (Magnetic particles, Smartphone platform and application development , Magnetotactic bacteria,)
Research Outline
An easy to use method for detecting bio-materials is greatly demanded in the field of medical diagnostics, drug development, etc.. We are developing magnetic labels using magnetic For detecting magnetic particles, we are conducting several methods; Semiconductor-based magnetic sensors, micro- and nano-sizde magnetic particles’ self-assembly, laser light transmittance dependence on the length of particle chains in rotating magnetic field, and reflected light shift by pours silicon and grating. Moreover the development of a portable diagnostics platform by Smartphone and application for measuring reflected light shift has been carried out as well as spectrometer attachment by 3D printer and ball lens portable microscopy.
In addition, we are demonstrating magnetotactic bacteria for a new-generation manipulator and carrier.
・Graphene synthesis by chemical vapor deposition and device fabrication of 2D materials including MoS2, MoSe2, and WS2
・Development of Hall effect sensors for applications including harash radiation, high temperatures, and other extreme environments.
・Medical diagnostics for point of care treatment applications . Magnetic particles, Smartphone platform and application development , Magnetotactic bacteria.
Theme1:Fabrication of ‘wet-capsules’ for the observation of samples in liquid for transmission electron microscopy
Research Outline
There is increasing demand for measurement systems capable of the real-time observation of nano-structures, biochemical and cellular interactions, and monitoring chemical reactions in the liquid phase by researchers working in the fields of biology, chemistry, physics and related interdisciplinary areas. To realize such nanoscale observations, the ultra-high resolution of TEM (Transmission Electron Microscope) offers great potential. However, high-vacuum is necessary for TEM measurements, which limits to the observation of dry samples fixed onto TEM grids. This mode of measurement precludes investigation of the behavior of samples in solution.
To overcome its difficulty, we have proposed and are fabricating micro-channel TEM capsules, which enable TEM imaging of samples in solution, in real time. The figure on the right shows the structure of the ‘wet-capsule’ for TEM. The capsule consists of ultra-thin membranes that allow the penetration of electron beam.
Theme2:2D material-based devices and a Hall effect sensors for magnetic field measurement in extreme conditions
Research Outline
Graphene has unique and physical properties that include high electron mobility, optical penetration, etc.. In our laboratory, thermal Chemical Vapor Deposition (CVD) is being used for the synthesis of a graphene films. Moreover we are developing so-called 2D material such as grapheme, MoS2, WS2.
We are also developing AlGaN/GaN based Hall effect magnetic sensors for use in extreme environments. Such devices are required for monitoring rotation in electric car engines, space satellites, and radiation environment. Typical semiconductor magnetic devices are made of silicon or gallium arsenide. However, their band gaps are small thus limiting device operation to 200℃ or less. Therefore we focused on AlGaN/GaN heterostructures which offer band gap larger than typical semiconductor materials. 

Classes responsible within the university
2021  大学院技術英語  Spring semester  Both graduate schools, IE and IS  Master's and doctoral programs 
2021  Modern Engineering and Science  Spring semester  Undergraduate, daytime 
2021  電子工学実験第二  Fall semester  Undergraduate, daytime 
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Classes responsible in other universities
2013  基礎科学技術英語  豊橋技術科学大学 
2013  電磁波工学  豊橋技術科学大学 
2014  電磁波工学  豊橋技術科学大学 
2014  基礎科学技術英語  豊橋技術科学大学 
2014  英語COMMUNICATION  豊橋技術科学大学 
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Current research areas
Medical systems 
Atomic/Molecular/Quantum electronics 
Electronic materials/ Electric materials 
Electron device/ Electronic equipment 

Research keywords
Nanobioelectronics/Electron Devices/Scanning Hall Probe Microscopy/Medical Diagnostics 

Current research subjects
二次元材料デバイス開発(グラフェン、MoS2、MoSe2など)や極端環境下(低温、高温、放射線)にて動作可能なホール効果磁気センサの開発  2002/08/01-Present  電子移動度や強度、薄さに優れたグラフェンを我々の研究室では熱CVD法により金属触媒を用いた成膜及びデバイスの開発を行っている。またバンドギャップを有する二次元材料(MoS2、WS2)を用いたデバイスの開発も行っている。 また自動車エンジン近傍や人工衛星、核融合発電プラントなど高温や低温、さらには放射線に晒される環境における磁場検出へ向けたセンサ開発を行っている。一般的なシリコンなどの半導体材料は200°C以上での動作出来ないが、本研究室ではAlGaN/GaNへテロ構造を用い高温・低温下で高感度であり、さらに陽子線照射を行い高放射線下でも動作するセンサの開発に成功した。加えて走査型ホール・プローブ顕微鏡(磁区観察、磁界可視化)の開発も合わせて行っている。 
液体中試料の観察用TEMホルダー開発  2013/04/01-Present  液体中での細胞の活動に始まりナノ粒子の化学的生成過程など、液体内でしかもナノレベルでどのようなことが起きているのか観察したいという需要は各方面から非常に大きい。それを可能にする技術として透過型電子顕微鏡(TEM)が最も有力な手段として挙げられる。しかしTEM での観察には超高真空な状態が必要であることから試料は乾いていることが大前提であり、リアルタイムでの液中での反応や活動の観察は不可能とされてきた。 そこで高さが数百ナノメートルの流路を形成し、そこにTEM観察用の窓を形成して電子線を透過できるような仕組みを考え、現在作製および実用化に向けた実験を行っている。 
磁性粒子、スマートフォン、走磁性細菌を用いた医療応用技術  2014/04/01-Present  磁性粒子を標識とした生体物質検出手法の開発を行っている。具体的には半導体磁気センサを用いた検出や基板上に固定化されたナノ磁性粒子上にマイクロ磁性粒子が磁気的に吸着させる自己組織化法、回転磁場による粒子のチェーン長さに対するレーザー光の透過率検出法などポーラスシリコンや回折格子を用いた反射光波長シフト法など様々な観点から磁性粒子検出を行っている。 またポータブル検出プラットフォームとしてスマートフォンを用いた反射ピーク検出アプリや3Dプリンタを用いた分光器アタッチメントの作製、ボールレンズ携帯顕微鏡の開発も行っている。さらに走磁性細菌を用いた新しいマニピュレーターやキャリアーの開発など多方面から新たな医療技術開発を行っている。 
蛍光磁性ビ-ズを利用した高速高感度免疫測定システムの実用化開発  2014/12/01-Present  蛍光磁性ビーズを利用した高速・高感度免疫測定用小型デバイスに向けた直流・交流磁界による磁性ビーズの磁気操作技術開発 
gallium oxide 半導体を用いた電子デバイス  2019/04/01-Present  Applications of gallium oxide semiconductors 
液体中試料の温度可変型観察用TEMホルダー開発  2021/04/01-Present  液体中試料の温度可変型観察用TEMホルダー開発 

Published books
Book  Magnetic Nanoparticles in Biosensing and Medicine  Cambridge University Press  2019/02/14  978-1107031098 
Book  Magnetic Nanoparticles for Medical Diagnostics  IOP Publishing Ltd  2018/08/31  978-0-7503-1582-1  URL 
Book  Bandgap Semiconductors : Fundamental Properties and Modern Photonic and Electronic Devices 2007  Kiyoshi Takahashi, Akihiko Yoshikawa, Adarsh Sandhu  Springer  2007/04 
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Published papers
Paper  Yes  Smartphone-based On-chip Homogenous Sensing by Analysis of Dynamics of Oscillating Polystyrene Particles under Dielectrophoretic Forces  Joint  Jaiyam Sharma, Taisuke Ono, Naohito Satake, Adarsh Sandhu  Sensors and Materials  34/ 6, 2104-2104  2022/06/04  https://doi.org/10.18494/SAM3881 
Paper  Yes  Solvatochromic peptidic binder obtained via extended phage display acts as a fuororeporter for fragment‑based drug discovery (FBDD)  Joint  Riku Katsuki, Tsubasa Numayama, Yudai Tabuchi, Jaiyam Sharma, Naohito Satake, Adarsh Sandhu, Masumi Taki  Analytical and Bioanalytical Chemistry, COMMUNICATION  414/ 17, 4803-4807  2022/06/04  https://doi.org/10.1007/s00216-022-04128-x 
Paper  Yes  Global snapshot of the effects of the COVID-19 pandemic on the research activities of materials scientists between Spring and Autumn 2020  Joint  Adarsh Sandhu,Roland Hany,Atsufumi Hirohata,Shunichi Hishita,Ken Kimlicka,Masanobu Naito & Chikashi Nishimura  Science and Technology of Advanced Materials  0, 0-0  2021/02/25  https://doi.org/10.1080/14686996.2021.1894756 
Paper  Yes  Smartphone enabled medical diagnostics by optically tracking electromagnetically induced harmonic oscillations of magnetic particles suspended in analytes  Joint  Jaiyam Sharma, Taisuke Ono, Adarsh Sandhu  Sensing and Bio-Sensing Research  0, 0-0  2020/04/24 
Paper  Yes  Micro-Hall Sensors Based on Two-Dimensional Molybdenum Diselenide  Joint  A Abderrahmane, JM Oh, NH Kim, PJ Ko, A Sandhu  Journal of nanoscience and nanotechnology  19/ 7, 4330-4332  2019/07/01 
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Research presentations
Oral presentation for an academic conference  Fabrication of Liquid Flow Nanocapsules for Transmission Electron Microscopy and In-Situ Observation of Water Freezing Process in Real Time  JSAP Spring Meeting 2022  講演番号 26a-F308-3  Yes  Naohito Satake, Tomoki Murakami, Hiroto Takahashi, Mitsuki Fujimoto, Li Xiaoguang, Masaki Takeguchi, Adarsh Sandhu  2022/03/26 
Oral presentation for an academic conference  VI 0015 AlGaN/GaN heterostructure based Hall sensors for high temperature operation  Virtual Irago Conference 2020  Yes  F. Nakamura, M. Katoh, S. Yamada, and A. Sandhu  2020/10/11 
Oral presentation for an academic conference  VI 0014 Liquid transmission electron microscopy of gold and polymer nanoparticles in liquid solution with a fluidic capsule  Virtual Irago Conference 2020  Yes  S. Ly, T. Onodera, N. Satake, T. Murakami, A. Sandhu  2020/10/11 
Oral presentation for an academic conference  VI0013 Electrical properties of tin-doped β-Ga2O3 under high-pressure  Virtual Irago Conference 2020  Yes  M. Kato, H. Arima and A. Sandhu  2020/10/11 
Oral presentation for an academic conference  Smartphone based medical diagnosis protocol enabled by dynamic tracking of electromagnetically induced harmonic oscillation in magnetic particles  Virtual Irago Conference 2020  Yes  N. Satake, J. Sharma, and A. Sandhu  2020/10/11 
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Intellectual property rights
Patent  顕微観察セル、及び顕微観察セルの作製方法  特願2020- 75216  2020/04/24  Filed 
Patent  顕微観察セル、及び顕微観察セルの作製方法  特願18-059JP00  2019/04/22  Filed 
Patent  携帯型フィルタレス顕微鏡、及びこれを用いた蛍光観察方法  特願2017-154097  2017/08/09  Filed 
Patent  磁性粒子を用いたバイオセンシング方法及び装置  特願2016-026823  2016/02/16  Filed 
Patent  波長選択フィルタ装置、波長選択フィルタリング方法、及びフィルタ素子のキャリブレーション方法  特願2016-010981  2016/01/22  特開2017-129821  2017/07/27  Published 
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ICF 11 New Product & Novel Technology Award  MISA-Diagnostic System Medical Diagnostic Protocol baced on Magnetically Induced Self-Assembly Superparamagnetic Beads  2013/05 
M&BE7 Outstanding Student Poster Awards  Single molecule observation of lipid bilayers on graphene oxide  2013/03 
外国人審査員ポスター賞  Characterization of self-formed living electrodes produced from graphene oxide by graphene oxide-reducing bacteria  2012/09 
学校法人東海大学松前重義記念基金, 巽良知研究奨励賞(2001年度)  巽良知研究奨励賞  2001/04 
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External fund
特殊小型液体セルの開発による冷却・加熱型液中観察電子顕微鏡の実現  A-STEP (JST)  受託研究  2021/05/01-2022/03/31  液体セルを用いた液中観察電子顕微鏡に関して、課題申請者はサンドイッチ型液体セル高精度作製技術と高分解能観察技術の研究成果を有しており、電通大Sandhu教授は幅広いサイズの試料の観察可能な液体セル作製の研究成果を有している。これら技術を結集して、小型で熱変化に耐えうる高分解能観察可能な液体セルを開発する。液体セルを用いた液中観察電子顕微鏡ホルダーは海外企業により市販化されているが温度は加熱のみである。本研究では液体セル開発およびこのセルをペルチェ式冷却・加熱ホルダーに組み込み、創薬やウイルス等バイオ材料研究に対応可能な高分解能観察ツールであることの実証までを行う。 
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Past records of joint or funded research
特殊小型液体セルの開発による冷却・加熱型液中観察電子顕微鏡の実現 (A-STEP)  2021-2022  Commissioned research  Funded commissioned research 
磁性微粒子によるバイオナノ物質の可視化及びバイオセンシング  2011-Present  Joint research  Research commissioned by a company 
絶縁油中の微量PCB(ポリ塩化ビフェニル)の定量及び分別・回収技術の確立に向けた研究  2011-Present  Joint research  Research commissioned by a company 
バイオセンサー  2011-Present  Joint research  Research commissioned by a company 
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Public lectures
立川高校SSH企画 SS課題研究Ⅱ講演会  都立立川高等学校  2021/09/16  東京都立立川高等学校 
立川高校SSH企画 SS課題研究Ⅱ講演会  都立立川高等学校  2020/11/19  東京都立立川高等学校 
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Memberships of academic societies
IEEE Magnetics Society 
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Involvement in conference and research meetings
Virtual Irago Conference 2020  Program Chairperson and Editor  2020/12/11 
Irago Conference 2019  Program Chairperson and Editor  2019/10/29 
Irago Conference 2018  Program Chairperson and Editor  2018/11/01 
Irago Conference 2017  Program Chairperson and Editor  2017/11/01 
第62回 磁気工学専門研究会  世話人  2016/11/18 
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Committee or council involvement
応用物理学会  応用物理学会本部委員会 会員サービス員会  2021/04/01-Present 
Japan Science and Engineering Challenge (JSEC)  審査委員会 委員  2020/06/03-Present 
応用物理学会  応用物理学会本部委員会 会員サービス員会  2020/04/01-Present 
Japan Science and Engineering Challenge (JSEC)  審査委員会 委員  2019/06/03-Present 
応用物理学会  代議員推薦委員会  2015/04/01-Present 
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Educational support at other universities
講師   北海道公立大学法人札幌医科大学 令和2年度第2回札幌医科大学FD教育セミナー  2020/07-2020/07 
非常勤講師  "Interdisciplinary Research Fundamentals" Life Engineering Course,Tokyo Institute of Technology  2019/06-2019/07 
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Media coverage
Other  International wire press release  Science and Technology of Advanced Materials Research: Article on the effects of the COVID-19 pandemic on materials.  2021/04/28 
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Social activities
Contribution to the support of lifelong learning, etc.  STAM Podcast 構築・制作  2020/06/01-Present  Podcast https://podcasts.apple.com/jp/podcast/the-stam-podcast/id1517265384 
Contribution to the support of lifelong learning, etc.  Springer Nature White Paper on 'Quantum Computing'  2019/06/01-Present  Quantum Computing 
Contribution to the support of lifelong learning, etc.  Springer Nature 主催 医師のための英語論文執筆・プレゼンテーションワークショップ 資料  2018/10/05-Present  講演と資料作成 
Contribution to the support of lifelong learning, etc.  Springer Nature 主催 企業研究者のための英語論文執筆・プレゼンテーションワークショップ 資料  2018/10/05-Present  講演と資料作成 
Academic journal activities  Science and Technology of Advanced Materials  2018/04/01-Present  Deputy Editor 
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Committee activity in the University
学術院代議員会  委員  2022/04-2023/03 
学域・研究科代議員会  委員  2022/04-2023/03 
学域入試委員会  委員  2022/04-2023/03 
三類 類長  委員  2022/04-2023/03 
K6が進めている国際プロモーションイベント"International D.C.&I. Forum and Networking Day"企画実施及び UEC Research and Innovationニュースレター企画及び発行  委員  2021/04-2023/03 
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Other unique activities
2019  若手研究者のための英語論文執筆セミナー 英語論文の書き方と口頭発表の考え方、効果的なPoster作成 ~The Irago Conferenceに向けて~ 日時:2019年5月22日(水)14:00~17:00   場所:本館別館第一会議室   対象:本学の研究者、博士課程学生(M,D)   対象分野:自然科学分野     ※講演は日本語で行いますが、英語での質疑応答も可です。 セミナー内容  ・なぜ論文を投稿し出版したいか  ・IMRAD式による論文の書き方  ・Cover Letter の重要性と有効な書き方  ・あなたの論文が出版されたとして引用されますか?論文の引用率向上の技  ・口頭発表の考え方  ・効果的なポスターの作成方法  ・The Irago Conference Series紹介  ・Q&A 
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