Real-time intelligent control of 3D-AFM using high-speed signal processing technology
| Project/Area Number |
20K15172
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Basic Section 29020:Thin film/surface and interfacial physical properties-related
|
|---|
| Research Institution | Kanazawa University |
|---|
Principal Investigator |
Miyata Kazuki 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 助教 (10788243)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
|
| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
|
|---|
| Keywords | 原子間力顕微鏡 / カルサイト / 高速信号処理 / 機械学習 / バクテリオロドプシン |
|---|
| Outline of Research at the Start |
近年の原子間力顕微鏡（AFM）の高速化や３次元化により、固液界面の構造や動態を原子・分子スケールで捉えることが可能となったが、その制御手法は高速化・３次元化に対応しておらず、構造や性質の変化を常に最適な条件で計測することが困難だった。本研究では高速信号処理技術を用いたインテリジェントなリアルタイム測定条件制御機構を開発し、生体分子や高分子など幅広い試料の高速３次元分子スケール構造・動態解析を実現する。
|
| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we developed an atomic force microscopy (AFM) image evaluation technique and evaluated its accuracy, which is one of the elemental technologies necessary to realize the intelligent real-time AFM control. In addition, in order to collect the training data for this technique and to demonstrate the practicality of the recently developed high-speed frequency modulation AFM, the etch pits formed on the surface of calcite were measured in pure water, and their dynamic behavior was successfully measured with atomic resolution.
|
| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究で開発したAFM画像評価技術を実際に高速信号処理回路（FPGA）を備えたAFM装置へ適用することで、取得中のAFM画像データに応じてリアルタイムに計測条件を最適化できるようになる。これにより、時間変化する表面・界面を正確に計測することが可能となり、結晶成長・溶解や自己組織化などの幅広い固液界面現象の高速サブナノスケール動態解析を実現することが期待される。
|
Report
(3 results)
Research Products
(4 results)
