2019 Fiscal Year Annual Research Report
Nano particle sizing method based on Brownian motion analysis for the system of atto gram particles
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19H02043
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
林 照剛 九州大学, 工学研究院, 准教授 (00334011)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒河 周平 九州大学, 工学研究院, 教授 (90243899)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ナノ粒子 / ナノ粒子チップ / 粒径測定 / 粒度分布測定 / ブラウン運動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研磨砥粒などに利用されるナノ粒子の粒度分布評価は，ナノ粒子の品質管理の観点で重要な技術であるが，ナノ粒子の観察やハンドリングの困難さがあり，その粒径計測結果の信頼性については様々な議論が行われている．研究代表者は，砥粒ナノ粒子に用いられる粒径20nm～500nmの粒子について，測定データの信頼性を確保するため，粒子個数ベースの粒度分布（幾何学径）を計測する方法として，ナノ粒子チップを用いた粒度分布評価技術を提案する．また，提案する手法は，計測に時間を有することが見込まれるため，その計測効率を改善するための検討を行った．
まず，ナノ粒子分散溶媒の粘性の不確かさの影響を低減したナノ粒子の拡散係数相当径計測技術を確立し，さらにその結果を，上述の粒子個数ベースの粒度分布データを基に解析し，高効率に高い信頼性を確保した粒度分布測定が行う技術の確立を目指す．本年度は，ナノ粒子チップの試作を行い，研究代表者らが提案したナノ粒子の個数ベース，幾何学径ベースの粒度分布の測定技術について，その妥当性の検討を行った．
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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
当初の計画通り，CMP用研磨砥粒となるナノ粒子と同等の粒径を持つ球状粒子を用いて，ナノ粒子粒度分布測定を簡便に正確に行うためのナノ粒子チップを試作し，その試作が可能であることを確認した．
また，試作したナノ粒子チップを用いて，平均粒径１００nm～５００nmの範囲の粒径を持つ粒子について，粒度分布評価を行い，測定した粒子の粒度分布が提案した粒度分布測定評価手法を用いて測定できることを実験的に確認している．
上記の実験については，当初計画で課題としてあげていたものであり，当初の予定通り順調に研究計画が遂行されていると考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
より小さな平均粒径（粒径100nm以下）を持つ粒子について，ナノ粒子チップとAFMによる高さ計測を利用した粒度分布計測技術を確立することを目指す．
また，当該粒子において，ナノ粒子のブラウン運動を評価する方法を検討する．粒径100nm以下の粒子については，その液中での分散状態を保証することが困難であるので，ナノ粒子チップを用いた粒度分布計測を多数のサンプルについて行い，詳細な調査を行うとともに，単分散粒子のナノ粒子のブラウン運動挙動を数値解析実験によって調査し，実験データとの照合を行うことで，提案手法で微小粒子の一次粒子の平均粒径が評価できるかどうかについて，調査を行う．
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