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テラヘルツ近接場による生細胞の実時間イメージングと分光技術の開発

Research Project

Project/Area Number 23760049
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Applied optics/Quantum optical engineering
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

ブランチャード フランソワ  京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 研究員 (00571358)

Project Period (FY) 2011 – 2012
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2011: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywordsテラヘルツ分光 / 近技場顕微鏡 / 生体分子 / メタマテリアル / 近接場顕微鏡 / バイオサンプル
Research Abstract

本研究の目的はTHz電磁波を用いて、様々な生体物質の化学組成・特性を非破壊で評価可能、生体活動に伴う物質移動をリアルタイムで可視化可能な手法を構築することである。
これまでに構築してきたTHz近接場顕微鏡を改良し、共同研究先であるオリンパスの顕微鏡を組み合わせて、より使い勝手の良い顕微鏡システムを構築した。この顕微鏡ではビデオレートで370×740μm^2と広範囲の画像を分解能10μm以下(THz電磁波の波長は数百μmなので、波長/100以上の分解能)で得ることが可能である。また、様々な環境下で測定が可能なように、この顕微鏡専用のインキュベータや、パージボックスも同時に設計、作成した。
この顕微鏡を用いて、本年度(最終年度)行ったことは以下の通りである。
1.電場増強のための大口径リング共振器の評価をおこない、リング共振器内での電場増強効果(3倍)を確認した。リング内にサンプルを設置することで、より高強度THz電磁場による高感度な評価が可能となると予想される。
2.この共振器のデモンストレーションとして、微少量(~10ng)の機能性物質(porous coordination polymers(PCPs))の特性評価を行った。THz近接場顕微鏡で共振器内にPCPのあるものと、共振器内に無いもののTHz応答を空間分解して同時測定することで、長時間でもS/Nの良い測定が可能となる。
この研究期間内に6本のレビューを含む論文、および1本の特許出願を行った。
レビュー論文では本研究課題を含むこれまでの成果をまとめるとともに、最近の成果についても述べている。最近の成果であるメタマテリアル近傍の電場、放射電場の観測についてはこの8月に論文が掲載された。機能分子PCPのにおける分光イメージの結果については論文化する予定である。

Report

(2 results)
  • 2011 Research-status Report   Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (9 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Terahertz spectroscopy of the reactive and radiative near-field zones of split ring resonator2012

    • Author(s)
      F. Blanchard, K. Ooi, T. Tanaka, A. Doi, K. Tanaka
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 20 Issue: 17 Pages: 19395-19403

    • DOI

      10.1364/oe.20.019395

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Real-time terahertz near-field microscope2011

    • Author(s)
      F.Blanchard
    • Journal Title

      Opt.Express

      Volume: 19 Issue: 9 Pages: 8277-8284

    • DOI

      10.1364/oe.19.008277

    • Related Report
      2011 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improving spatial resolution of real-time terahertz near-field microscope2011

    • Author(s)
      A.Doi
    • Journal Title

      Journal of Infrared Millimeter and Terahertz Waves

      Volume: vol.32 Issue: 8-9 Pages: 1043-1051

    • DOI

      10.1007/s10762-011-9812-7

    • Related Report
      2011 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effective mass anisotropy of hot electrons in nonparabolic conduction bands of n-doped InGaAs films using ultrafast terahertz pump-probe techniques2011

    • Author(s)
      F. Blanchard, D. Golde, F. H. Shu, L. Razzari, G. Sharma, R. Morandotti, T. Ozaki, M. Reid, M. Kira, S. Koch, and F. A. Hegmann
    • Journal Title

      Phys. Rev. Lett.

      Volume: 107 Issue: 10 Pages: 107401-107401

    • DOI

      10.1103/physrevlett.107.107401

    • Related Report
      2011 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Single-cycle terahertz pulses with amplitudes exceeding 1 MV/cm generated by optical rectification in LiNbO32011

    • Author(s)
      H. Hirori, A. Doi, F. Blanchard, and K. Tanaka
    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett.

      Volume: 98 Issue: 9 Pages: 91106-91106

    • DOI

      10.1063/1.3560062

    • Related Report
      2011 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Generation of intense THz radiation via optical methods2011

    • Author(s)
      F. Blanchard, G. Sharma, L. Razzari, X Ropagnol, H.-C. Bandulet, F. Vidal, R. Morandotti, J.-C. Kieffer, T. Ozaki, H. F. Tiedje, H. K. Haugen, M. Reid, and F. A. Hegmann
    • Journal Title

      IEEE Journal

      Volume: 17 Issue: 1 Pages: 5-16

    • DOI

      10.1109/jstqe.2010.2047715

    • Related Report
      2011 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Near-field terahertz imaging of a discontinuity in split ring resonator array2012

    • Author(s)
      F. Blanchard, K. Ooi, T. Tanaka, A. Doi, K. Tanaka
    • Organizer
      XVIIIth International Conference on Ultrafast Phenomena (UP 2012)
    • Place of Presentation
      Lausanne, Switzerland
    • Year and Date
      2012-07-09
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Near-field terahertz imaging of a defect in split ring resonator2012

    • Author(s)
      F. Blanchard, K. Ooi, T. Tanaka, A. Doi, K. Tanaka
    • Organizer
      EXCON 2012
    • Place of Presentation
      Groningen, Netherlands
    • Year and Date
      2012-07-03
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Ultrafast Carrier Transport in Graphene under High Electric Field2012

    • Author(s)
      S. Tani. F. Blanchard, H. Hirori, K. Shinokita, G. Asai, M. Shirai, K. Tanaka
    • Organizer
      3rd EOS Topical Meeting on Terahertz Science & Technology (TST2012)
    • Place of Presentation
      Prague, Czrch Rep.
    • Year and Date
      2012-06-20
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Terahertz Microscopy of Stratum Corneum by using SASPase-Deficient Dry Skin Model Mice2012

    • Author(s)
      T. Tanaka, T. Matsui, F. Blanchard, A. Doi, A. Kubo, M. Amagai, K. Tanaka
    • Organizer
      3rd EOS Topical Meeting on Terahertz Science & Technology (TST2012)
    • Place of Presentation
      Prague, Czrch Rep.
    • Year and Date
      2012-06-19
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Near-field terahertz imaging of a defect in split ring resonator2012

    • Author(s)
      F. Blanchard, K. Ooi, T. Tanaka, A. Doi, K. Tanaka
    • Organizer
      3rd EOS Topical Meeting on Terahertz Science & Technology (TST 2012)
    • Place of Presentation
      Prague, Czrch Rep.
    • Year and Date
      2012-06-18
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Near-field THz imaging of a split ring resonator matrix2011

    • Author(s)
      F. Blanchard, A. Doi, T. Tanaka; H. Hirori, J. Darmo, K. Tanaka
    • Organizer
      IRMMW-THz2011
    • Place of Presentation
      Houston, USA.
    • Related Report
      2011 Research-status Report
  • [Presentation] Real-time THz Near-Field Microscope2011

    • Author(s)
      T. Tanaka, F. Blanchard, A. Doi, K. Tanaka
    • Organizer
      THz Science and Technology-Castle Meeting-
    • Place of Presentation
      Marburg, Germany
    • Related Report
      2011 Research-status Report
  • [Presentation] Development of real-time near-field THz microscope2011

    • Author(s)
      A. Doi, F. Blanchard, T. Tanaka, and K. Tanaka
    • Organizer
      CLEO Europe 2011
    • Place of Presentation
      Munich, Germany
    • Related Report
      2011 Research-status Report
  • [Presentation] Large Induced Transparency In Near-Infrared Region By THz Pulse Excitation On Graphene2011

    • Author(s)
      S. Tani, F. Blanchard, and K. Tanaka
    • Organizer
      Infrared, Millimetre Waves and TeraHertz Conference (IRMMW)
    • Place of Presentation
      Houston, USA.
    • Related Report
      2011 Research-status Report
  • [Remarks] (注記)発明者の氏名について:「フランソワ ブランシャール」は研究代表者「ブランチャード フランソワ」のフランス語読みをもとにした表記であり、両者は同一人物である。

    • Related Report
      2011 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] イメージング装置2011

    • Inventor(s)
      土井厚志、フランソワ ブランシャール
    • Industrial Property Rights Holder
      オリンパス株式会社、国立大学法人京都大学
    • Filing Date
      2011
    • Related Report
      2011 Research-status Report

URL: 

Published: 2011-08-05   Modified: 2019-07-29  

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