2016 Fiscal Year Annual Research Report
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16H04141
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
則包 恭央 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 研究グループ長 (50425740)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中野 美紀 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 製造技術研究部門, 主任研究員 (20415722)
三宅 晃司 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 製造技術研究部門, 研究グループ長 (30302392) [Withdrawn]
高田 尚樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 集積マイクロシステム研究センター, 研究チーム長 (60357358)
松本 純一 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 機能材料コンピュテーショナルデザイン研究センター, 研究チーム長 (90392662)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 光化学 / 光異性化 / 機能表面 / アゾベンゼン / フェーズフィールド法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、研究代表者らが新たに発見した結晶移動現象の機構を実験および計算科学的手法を用いて解明し、さらに高度な移動制御を実現することを目的とする。これを通して、光を活用した物質移動・輸送分野を飛躍的に発展させる。具体的には、様々な分子構造・結晶構造を有する結晶を作製し、共焦点レーザー顕微鏡および走査プローブ顕微鏡を用いた移動現象の詳細な観察、光照射方法や基板表面特性の制御、フェーズフィールド法を用いたシミュレーションを実施することにより、本現象を支配する因子を明らかにし、その知見を移動制御に利用する。
今年度は、分光学的手法、各種顕微鏡観察手法を駆使してこの現象を解析するための標準的な評価法について検討した。顕微分光、光学顕微鏡および共焦点レーザー顕微鏡にそれぞれ、ＬＥＤ光源を組み合わせた光学系を構築し、これによって、任意の角度からの光照射における結晶移動の観察、および可視光領域での顕微分光の測定が可能になった。さらに、これまで手作業で行っていた移動速度の解析作業を画像処理ソフトウェアを活用することによって、半自動的に見積もる手法を確立した。
基板表面との相互作用の検討においては、金を蒸着したシリコン基板表面に疎水性、および親水性の自己組織化単分子膜を形成し、その基板上における結晶移動速度の測定を行い、これまで検討していた化学修飾していないガラス基板上での結果と比較した。その結果、結晶移動速度は、親水基板で最も速く、一方で疎水基板では最も遅く、ガラス基板がその中間的な速度であることが分かった。
フェーズフィールド法を用いたシミュレーションでは、基板表面のぬれ性と形状を考慮する多相計算モデルを構築した。
今後は、結晶移動速度の測定をより正確に測定するために、結晶方位を揃えた実験系についてや、微細加工を施した基板の上での移動挙動について、実験及び理論の側面から検討する予定である。
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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
観察装置の構築、機能表面の準備およびシミュレーション手法の検討全てにおいて、おおむね順調に進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
良好な結晶サンプルを得るために、作製に時間がかかることが課題である。今後は、これを解決するため結晶作製条件（温度・光など）詳細に検討する予定である。
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