2015 Fiscal Year Annual Research Report
超高分解能走査型ミリ波サーモグラフィーの開発とその応用に関する研究
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15H04016
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
莅戸 立夫 富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 准教授 (00261149)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
ベイ ジョンソク 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20165525)
岸上 明生 岐阜女子大学, 家政学部, 教授 (40261177)
工藤 博幸 筑波大学, システム情報工学研究科(系), 教授 (60221933)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ミリ波 / 走査型プローブ顕微鏡 / 熱放射計測 / 高分解能計測 / 画像再構成 / 温度分布画像化 / サーモグラフィー / 応用計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，電波であるミリ波を用いた新たな画像計測技術，超高分解能走査型ミリ波サーモグラフィーの開発とその応用に関する検討を実施することを計画している。ミリ波帯で培われている超高感度信号計測技術を走査型近接場顕微鏡技術に適用する本画像計測技術は，放射計測により回折限界をはるかに超える微小空間分解能での温度分布画像化を達成できる可能性を有している。超高分解能走査型ミリ波サーモグラフィーを実現するための計測システムを構築，本システムの特性評価及び本システムの有用性を実証するための新規応用計測を実施して，本画像計測技術の実用化に資することを目的としている。本年度は主に，計測システムの構築，システムの高感度化に関する検討を実施した。以下に，具体的な検討事項，得られた成果等を示す。
計測システムの最も重要な構成要素であるプローブ（センサー）に関する理論検討を実施した。本研究で採用しているスリット型プローブと測定対象との相互作用を記述する定量化モデルを構築し，本モデルを用いてプローブから得られる信号が極めて良い精度で解析的かつ短時間で計算できることを，電磁界シミュレータ及び実際のプローブから得られた実験結果との比較により確認した。
上記理論検討の結果より，高分解能化のための半導体MEMSプロセスで製作したシリコン製チップを装着する，スタブチューナー付スリット型プローブを設計・製作し，本プローブの特性評価を実施した。本プローブにより，従来と比較して計測システムの雑音温度が約1/3に低減し，大幅な高感度化が実現できることを実験的に確認した。
以上の検討で開発したプローブを組み込んだ計測システムを構築し，本システムにより画像計測が可能なことを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計測システムの開発をほぼ完了し，次年度以降で実施を計画している応用計測の準備がほぼ整いつつある状況であるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
計測システムより得られる画像の定量評価を実施すると共に，システムの高感度化，高分解能化，高機能化を図る。更に応用計測により，本システムの有用性を実証する。高感度，高分解能化に関しては，高感度高分解能計測を実現するための重要なシステム構成要素であるプローブの最適化設計を更に推し進める計画である。高機能化に関しては，開発を実施した計測システムを対象として，画像の時間変化計測機能を追加する計画である。また，画像計測時間低減のために，圧縮センシング技術を用いた画像再構成法に関する検討を実施する予定である。応用計測としては，タンパク質を測定対象として計測を実施し，タンパク質構造変化のエントロピーを測定する新たな分析方法を開発することを計画している。
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Research Products
(4 results)
