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Development of fast far-field Raman microspectroscopy for stress imaging using surface plasmon resonance

Research Project

Project/Area Number 17K06066
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Materials/Mechanics of materials
Research InstitutionMeijo University

Principal Investigator

Kimachi Hirohisa  名城大学, 理工学部, 教授 (30324453)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2019: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2018: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Keywordsラマン分光法 / 直接イメージング / 領域分光 / ポリカーボネート / ひずみ測定 / 表面プラズモン / Si / 面分光 / イメージング / 樹脂 / 応力測定 / 広域 / 機械材料・材料力学
Outline of Final Research Achievements

In this study, a Fast Far-field micro-Raman spectroscopy equipped with direct Raman imaging and multipoint simultaneous spectroscopic systems was developed. We obtained two-dimensional direct Raman images of polystyrene beads with 5 micrometer in diameter and polycrystalline silicon. Multi-point spectroscopic imaging and grain boundary estimations of poly silicon and alumina were performed. Next, the molecular chain orientation before/after fracture and strain of an amorphous polycarbonate (PC) were analyzed using polarized Raman spectroscopy. The Raman shift from PC linearly decreased with the applied strain. Therefore, Raman spectroscopy is an effective method to analyze structural information and strain/stress of polycarbonates. Last, Raman spectra of Si and PC were measured using surface plasmon resonance in gold nanoparticles.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では,2次元直接イメージングと多点同時分光法を同時に実現可能な顕微ラマン分光装置を構築したことで,次世代パワーデバイスに代表される半導体の電子材料や,航空機・自動車の軽量化におけるキーマテリアルである複合材料や樹脂などのメゾ構造やそこに働く応力やひずみを,2次元領域で評価できる可能性を示した.このことから,材料の特性や寿命,構造物の信頼性やデバイス性能の改善につながる評価が今後期待できる成果が得られた.

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (1 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] 多結晶シリコンの2次元直接ラマンイメージング2020

    • Author(s)
      矢敷啓太,來海博央
    • Journal Title

      名城大学総合研究所 紀要

      Volume: 第25号

    • NAID

      40022752102

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 顕微ラマン分光法によるポリカーボネートのひずみと構造解析の可能性2019

    • Author(s)
      天野竜太,矢敷啓太,來海博央
    • Organizer
      日本材料学会 第53回X線材料強度に関するシンポジウム講演論文集
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] メソ構造を有する材料の2次元直接ラマンイメージング2019

    • Author(s)
      加藤 海,矢敷啓太,來海博央
    • Organizer
      日本材料学会材料シンポジウム「若手学生研究発表会」
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 高速化顕微ラマン面分光イメージングシステム2019

    • Author(s)
      青木啓一郎,來海博央,矢敷啓太,山田竜大
    • Organizer
      日本機械学会M&M2019 材料力学カンファレンス講演論文集
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 多点同時顕微ラマン分光法を用いた多結晶SiとAl2O3の結晶粒界イメージング測定2019

    • Author(s)
      矢敷啓太, 來海博央
    • Organizer
      日本機械学会M&M2019 材料力学カンファレンス講演論文集
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 多点同時分光を用いた高速解像顕微ラマンイメージング装置の開発2019

    • Author(s)
      青木啓一郎,矢敷啓太,來海博央
    • Organizer
      日本機械学会東海学生会 第50回学生員卒業研究発表講演会 TOKAI ENGINEERING COMPLEX 2019 (TEC19)
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 顕微ラマン分光法によるポリカーボネートのひずみ/応力測定2019

    • Author(s)
      天野竜太,矢敷啓太,來海博央
    • Organizer
      日本機械学会東海学生会 第50回学生員卒業研究発表講演会 TOKAI ENGINEERING COMPLEX 2019 (TEC19)
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 顕微ラマン分光法によるポリカーボネートのひずみと構造解析の可能性2019

    • Author(s)
      天野竜太,矢敷啓太,來海博央
    • Organizer
      日本材料学会 第53回X線材料強度に関するシンポジウム
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 第一原理計算を用いたラマン応力定数予測による応力評価2018

    • Author(s)
      矢敷啓太,來海博央
    • Organizer
      日本材料学会 第52回X線材料強度に 関するシンポジウム
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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