2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of near-field Raman microscope utilizing fluctuation
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17H02725
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| Research Institution | Gakushuin University |
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Principal Investigator |
齊藤 結花 学習院大学, 理学部, 教授 (90373307)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐甲 徳栄 日本大学, 理工学部, 准教授 (60361565)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 表面増強ラマン散乱 / ゆらぎ / クラスター分析 / 近接場光学 / シングルパルスラマン分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、測定系が持つゆらぎを考慮することによって、複雑系の超高感度分光測定を実現する新しい分光技術の確立を目標とした。具体的には、顕微ラマン分光および近接場分光において、ブラウン運動に依存した信号の揺らぎにあわせてナノ秒レーザーのシングルパルスで多数のスペクトルを取得し、ノイズの多いものを棄却した。
取得した多数のスペクトルに対して、信号とノイズの分離をするために、クラスター分析の一つであるDBSCANを採用した。これまで最適なクラスター生成条件を手動で検索していたが、本年度はk-dist法によってクラスター形成条件を理論的に探索した。k-distはこれまでにもクラスター生成条件探索手法として用いられてきたが、ここではスペクトルデータの性質を考慮してk-distに現れる特徴を検分した。k-distの各点において再構成したスペクトルの状態を検討することで、k-distの挙動について一定の傾向があることを見出した。その結果、変曲点付近においてスペクトル再構成の最適条件があることがわかった。
この方法を用いて、共鳴条件下にある色素のみならず非共鳴条件下にある試料についてもスペクトルのSNの向上に成功した。新たな解析手法では、(1)ノイズに埋もれてはっきりと検出できなかったスペクトルを再構成することができたのみならず、データの処理法を変えることで、(2)強度の強いピークを弱めることができるため、スペクトルの微細構造を明らかにすることができた。この２種類の利用方法を駆使して、ナイルブルーのスペクトルについて、スペクトルの特徴（線幅の太い場合と細い場合）に応じて解析条件を変化させ、ユニークな情報を引き出すことに成功した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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