2013 Fiscal Year Annual Research Report
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24226006
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
長坂 雄次 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40129573)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
斎木 敏治 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70261196)
田口 良広 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (30433741)
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| Project Period (FY) |
2012-05-31 – 2017-03-31
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| Keywords | 熱物性 / 熱工学 / マイクロ・ナノデバイス / 計測工学 |
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| Research Abstract |
平成25年度は前年度までに開発したセンシング技術の更なる深化を行い、ナノ・マイクロレベル熱物性センシング技術の基盤体系の確立を行った。また次年度の前倒しとして工学応用の予備的検討を行った。
(1)リプロン表面光散乱法の開発：①励起光入射角度可変システムにより、リプロン波長を選択的にセンシングすることが可能となった。本手法により1μm～1.5 mmまでの広範なリプロン波長域の測定が可能となり、表面揺らぎスペクトルスコピー技術を確立するに至った。②酸素含有ナノバブル水と窒素含有ナノバブル水に提案手法を適用し、気体元素の違いによる表面粘弾性質の違いを明らかにすることに成功した。
(2)環境制御型周期加熱サーモリフレクタンス法の開発：①励起光と観察光の形状および位置を高精度にコントロールすることで、厚さ100～1000nmの高温超伝導薄膜の熱伝導率測定が可能となった。②250～1000nm厚のYBCO薄膜に提案手法を適用し、5～300Kの温度域における熱伝導率-温度依存性を測定することに成功した。
(3)ナノ・マイクロ熱物性センシングの工学応用の予備的検討：ナノポアを基盤とした液中物質輸送制御と単一分子DNAシーケンサへの応用に取り組んだ。紫外光照射下で、蛍光標識した長さ10kbpの長鎖DNAを直径7nm前後のナノポアに通過させ、その通過過程と通過後の拡散過程を観測した。特にZ偏光紫外光励起を導入することにより、空間分解能として30nm程度を実現し、通過過程と拡散過程を分離観察できることを実証した。主たる知見として、印加電圧と通過速度の強い相関を見出した。DNA検出の高分解能・高感度化を目指し、プラズモニックナノポア（ナノポア・金属ナノ粒子複合構造）の形成、評価を継続して実施した。構造形成の歩留まりを向上させ、また簡便な構造評価方法として光学異方性の検出が適切であることを明らかにした。
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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
平成25年度は研究計画のすべての項目を達成しており、研究の進捗状況はおおむね順調に進展している。達成項目の中でもリプロン表面光散乱法において1.5mmまでの広範なリプロン波長域への適用を実現し、DNAシーケンサへの応用では、直径7nm前後のDNAのナノポア通過における拡散過程の観察に成功し、プラズモニックナノポアの形成を実現しており、当初の計画以上の成果が出ている項目もある。
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| Strategy for Future Research Activity |
ナノ・マイクロレベル熱物性センシング技術の高度化は順調に達成しており、今後は開発してきたセンシング技術の更なる高度化（精度・時空間分解能の向上）を目指す。更に、高熱伝導率ナノコンポジットの開発と光MEMS熱物性センサーの開発に着手し、ナノ・マイクロレベル熱物性センシング技術の基盤体系の確立を行う。またDNAシーケンサの実用化を目指した歩留りの向上と、提案手法の相変化記録への応用を目指した要素技術の開発を行う。
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[Journal Article] Near-infrared nano-spectroscopy and emission energy control of semiconductor quantum dots using a phase-change material2013
Author(s)
Tsumori, N., Takahashi, M., Nurrul Syafawati Humam, Regreny, P., Gendry, M., and Saiki, T.
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Journal Title
Journal of Physics: Conference Series
Volume: 471
Pages: 012007-1-8
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Highly sensitive measurement of single DNA translocation through an ultraviolet light spot on silicon nanopore2014
Author(s)
Yamazaki, H., Kimura, S., Tsukahara, M., Ito, S., Esashika, K. and Saiki, T.
Organizer
Photonics West 2014-BiOS
Place of Presentation
San Francisco, USA
Year and Date
20140201-20140206
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