2022 Fiscal Year Annual Research Report
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19H00862
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
荻 博次 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (90252626)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
草部 浩一 兵庫県立大学, 理学研究科, 教授 (10262164)
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)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ダイヤモンド / グラファイト / 超格子 / 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 |
同位体比を制御したダイヤモンド薄膜や、12Cと13Cを交互に積層したホモエピタキシャル同位体超格子、そして、無欠陥の多層グラフェン薄膜等のナノ炭素材料における弾性定数や熱伝導率等のフォノン物性を探求し、かつ、革新的なアプリケーションの創出を目指したプロジェクトである。令和４年度においては、これまで開発してきた顕微ピコ秒超音波スペクトロスコピー法の精度の向上を行い、たとえば、幅1μm以下のナノ細線においてフォノン物性を評価することに成功している。また12Cと13Cのナノダイ ヤモンド薄膜からなるホモエピタキシャルダイヤモンド超格子において、高精度に面外熱伝導率を評価する手法を確立し、また、積層周期が不均一となった場合の膜厚方向の熱伝導率が奇異な振る舞いを示すことを格子力学計算により明らかとし、ダイヤモンド薄膜の熱伝導率を大きく制御させることが可能であることを示した。また、音響インピーダンスの大きく異なる物質を規則的に配列させたフォノニック結晶を設計し、一部、配列欠陥を導入しすることにより、フォノンのバンドギャップ内に孤立した伝播モードを実現できることを示し、このモードに基づいた透過率変化を検出することにより、超高感度のバイオセンサーとして機能することを示した。さらに、グラファイトおよびグラフェン薄膜を用いたバイオセンサー技術において、そのリンカー分子となる単分子の表面への結合状態を理論的に計算し、溶液環境も変えることにより、分子配向に関する重要な知見を得た。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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