2020 Fiscal Year Annual Research Report
Preparation teaching materials by fusing of mathematics, physics, and engineering to aid in the production of material analysis equipment
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17K00997
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| Research Institution | Ishikawa National College of Technology |
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Principal Investigator |
山田 健二 石川工業高等専門学校, 電子情報工学科, 教授 (50249778)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 教育教材 / 分析装置作り / 物理現象 / X線光電子分光法 / ものづくり |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、先端材料分析装置を用いた測定に終わることなく、分析装置作りにつながる教育展開を試みるものである。小学生、中学生、高校生、高専生、そして大学生と広い分野で利用できる教材を各種準備するものである。
令和２年度は、研究総括の年となり、これまで製作を進めてきた教育教材をとりまとめること、教材製作手法を使った新たな教材製作を行った。小型電子エネルギーアナライザーを製作した。超高真空装置には直径70㎜の空きポートが準備されていることが多い。何らかの励起源によって電子やイオンを放出させることができるので、電子エネルギーアナライザーが設置できれば電子分光実験が提案できる。一般に電子エネルギーアナライザーは高額な設備なので導入は難しいが、１eV程度の分解能でよければ自作のアナライザーで定性的な実験はできる。既存の測定システムに電子分光実験が追加されれば複合実験装置として教育レベルから研究レベルに発展も期待できる。今回、直径70㎜のポートに設置できる小型のアナライザーを製作できたことで、本研究の最終目標の分析装置作りができた。これまで取り組んできた教材製作によって、その手法が確立できたので、この手法を使ってPCケースの廃熱を利用した檜木材の香り測定実験、更に水晶振動子を用いた薄膜測定実験の教材に取組むことができた。更に簡便な超伝導体製作手法に関わる材料実験の教材を構築できた。DLC薄膜のXPS分析についてはオンラインで研究発表を行うことができたが、それ以外の予定していた国内の発表会はコロナ禍のため中止となった。
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