2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of new biosensors based on phonon transpot of isotope diamond thin films
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18K19022
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
荻 博次 大阪大学, 工学研究科, 教授 (90252626)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡邊 幸志 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (50392684)
加藤 史仁 日本工業大学, 基幹工学部, 准教授 (70780170)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 同位体ダイヤモンド薄膜 / ピコ秒超音波 / 弾性定数 / 熱伝導率 / バイオセンサー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ダイヤモンド内の高いフォノン輸送能力を利用して、単結晶ダイヤモンド薄膜に対してMEMS技術を用いた微細加工を実施し、高感度のフォノンバイ オセンサー実験を行うことを目指している。12Cに対する13Cの原子混合比を、0%、25%、50%、75%、100%として制御した同位体ホモエピタキシャ ルダイヤモンド単結晶薄膜の成膜条件を確立し、それぞれの混合比における単層薄膜の成膜に成功した。さらに、ダイヤモンド基板をガスエッチングにより除去するプロセスを考案し、同位体ダイヤモンド薄膜単体の自立膜の作製に成功した。さらに、ダイヤモンドナノ薄膜に対してフォノン計測を行うための、顕微鏡レーザー超音波計測システムを開発し、これらのダイヤモンド薄膜内にのコヒーレントフォノンや熱フォノンの励起・検出を実施した。また、熱フォノンの理論シミュレーションを実施し、同位体ダイヤモンド薄膜において、バルクでは報告されていない挙動の発現を確認した。また、ホモエピタキシャル同位体超格子薄膜の作製を行い、超格子周期に依存して膜厚方向のフォノン輸送挙動がことなることを見出した。さらに、ダイヤモンド薄膜表面に、自己組織化単分子膜をリンカーとして固定化する条件を見出し、そこにタンパク質を固定化して、超高速フォノン輸送現象を用いたバイオセンシングへの可能性を検討した。
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