2023 Fiscal Year Annual Research Report
超伝導センサーを用いたパッシブ型テラヘルツ光ナノスコピーの開発
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21H01340
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
有吉 誠一郎 豊橋技術科学大学, 次世代半導体・センサ科学研究所, 准教授 (20391849)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
莅戸 立夫 富山大学, 学術研究部工学系, 准教授 (00261149)
廣芝 伸哉 大阪工業大学, 工学部, 准教授 (40635190)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | テラヘルツ/赤外材料・素子 / 超伝導材料・素子 / 超精密計測 / 高分子構造・物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、高分子や生体材料などのソフトマテリアルの基礎物性分野に新たな分析手法を提案し確立すべく、テラヘルツ帯で動作する近接場顕微鏡技術（テラヘルツ光ナノスコピー）を創出することにある。具体的には、鋭く尖った金属探針を試料表面に近づけ、その局所から自然放出されたテラヘルツ光をフーリエ変換分光器で変調し、高感度の超伝導センサー（力学インダクタンス検出器、MKID）アレイで検出するシステムの構築を目指している。
最終年度となる３年目は、ハードウェアからソフトウェアに至るトータルの動作試験により、様々なプローブ材料やMKIDを用いたパッシブ型テラヘルツ光ナノスコピーの実証試験を行った。また、分担者は本テーマに適した測定試料の物性評価を推し進めた。具体的なアクションは以下の２点であった。
(D) システムの実証試験
本計測システムはハードウェア（顕微鏡部、分光器部、検出器部）とソフトウェアに分類することができ、組合せ試験に際しては以下の３段階で推し進めた。まず、第１段階は「検出器部⇔ソフトウェア」の組合せであり、計測制御には LabVIEW を用いて計測システムを最適化した。次に、第２段階は「検出器部⇔分光器部」であり、MKID光学特性の精密評価を行った。そして第３段階は「検出器部⇔顕微鏡部」であり、室温の試料表面からの局所的な近接場を捉えるテラヘルツ光ナノスコピーの優位性を検証した。
(E) 測定試料の物性評価
本年度は、ポリスチレン‐メタクリル酸ブロック共重合体の試料の空間分解能を評価した。また、独自の応用開拓として、有機ナノ構造の物性評価によりテラヘルツ光学特性とナノ配向・集合体構造との関係性を検証した。本システムの実現により、機能性高分子材料に固有の吸収スペクトルの起源解明や構造制御、新機能発現といった物性研究の新たな未来を切り拓くことが可能になると期待される。
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| Research Progress Status |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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