2017 Fiscal Year Research-status Report
トリリオン・センサーを指向したプリンタブルマイクロディスク共振器の研究
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16K04980
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
興 雄司 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (10243908)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉岡 宏晃 九州大学, システム情報科学研究院, 助教 (20706882)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | マイクロディスク / バイオセンシング / レーザー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度の結果を受け、29年度前半は低屈折率ポリマー（屈折率1.45）に材料を切りかえて研究を行った。材料が変わったことにより、インクジェットに使用する溶媒を見直し、同時に吐出条件についても再度の最適化を行ってディスク作製を試みた。その結果1,4-Dioxane溶媒による20wt.%溶液を用い、基板には疎性の大きな四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体(FEP)を用いる事により、直径0.075mmにおいて、厚さ2.26μmのディスクを形成することができた。溶剤の疎性の大きさから、エッジのテーパー角は19度と大きくディスクセンサーとしての利用が期待できた。また、色素ドープによるレーザー発振も確認され、光学レーザーセンサーとしての性能改善が期待される材料であることを明らかにした。しかし、一方で、この低屈折ポリマーにはアルブミンの固着性が低い問題が確認された。これはセンサ利用としては大きな問題で有り、表面をコートして固着性を改善するか、あるいは異なる球状ポリマーへの見直しが必要となる。
併行して、カルボキシル基を収束した新ポリマーのインクジェット成型についても検討を行った。その結果、溶媒エタノールとFEP基板が有用であることを見いだし、光学ディスクの作成に成功した。屈折率は波長633nmで1.49で得られた直径は97μmとまだ改善の余地はあるが、ディスク表面には光の散乱も確認できず、光導波も間接的に確認できている。
また、異なる材料であるが、長距離のインクジェット飛翔による溶媒蒸発についても研究調査を行った。飛行にともなう溶媒蒸発が確認され、これによるディスク直径の削減が期待できる。
次年度はこの材料でのセンサ特性を光学と吸着性の両面から検討する。
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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
本年度予定していた低屈折球状ポリマーの研究に大きなリソー裾咲いていたものの、その吸着特性が悪かったことが判明したことで機材が見直しとなった。しかし、これは想定されたことでもあり、第３候補のカルボキシル基修飾のある球状ポリマーの評価は短期間でディスク作製のパラメータを見いだすことができたため、総じて概ね順調との判断を下した。
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| Strategy for Future Research Activity |
化学吸着処理が期待できるカルボキシ付き修飾ポリマーによるディスク作製に一応成功したため、長距離飛翔によるディスク直径の削減と、他の材料で成功したエッチングの適用を試みたい。
年度後半はビオチンなどの修飾特性の調査を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
研究用の光学部品の納品が年度末までに完了する予定が先方の都合でキャンセルとなり、やむを得ず現有の既存部品を改造して実験を実施した。その結果、当初予定と事なう光学部品がより適していることが分かったため、本年度5月以降により適した光学部品を購入する目的に使用する。
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[Journal Article] Effects of edge inclination angles on whispering-gallery modes in printable wedge microdisk lasers2018
Author(s)
Chen C, Wan L, Chandrahalim H, Zhou J, Zhang H, Cho S, Mei T, Yoshioka H, Tian H, Nishimura N, Fan X, Guo LJ, Oki Y.
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Journal Title
Optics Express
Volume: 26
Pages: 233-244
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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