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細胞およびそのモデルシステムのテラヘルツ帯コヒーレントラマン顕微分光法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 13F03702
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 応用光学・量子光工学
研究機関福井大学

研究代表者

谷 正彦  福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 教授 (00346181)

研究分担者 FUNKNER Stefan  福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 外国人特別研究員
FUNKNER Stefan  福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 外国人研究員
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2014年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードテラヘルツ / コヒーレントラマン分光 / 顕微分光イメージング
研究実績の概要

本研究課題では時間領域のテラヘルツ(THz)帯コヒーレントラマン分光法を用いて、細胞およびそのモデルシステムの顕微分光を行うための装置開発研究を行う。本研究ではまずTHz帯コヒーレントラマン分光法の感度を向上させることに取り組んだ。THz帯コヒーレントラマン分光法の最適化を図り、感度を改善することに成功した。本手法では、これまで周波数チャープしたレーザーパルスを励起光およびプローブ光として用い、試料との相互作用の後、パルス圧縮を行ない、時間領域で信号を分離検出する手法を用いていた。これに対して、パルス圧縮を行わず、励起光とプローブ光を交差させ、角度分離して信号を検出する手法を開発し、大幅に光学系を簡略化するとともに、信号対雑音比を改善することに成功した。モデル試料として有機溶媒(ヨードベンゼン、ブロモベンゼン)および電解質水溶液(ZnCl2水溶液)のテラヘルツ帯逆ラマンおよびラマン利得スペクトルの取得に成功した(Appl. Phys. Lett.に成果を論文発表)。さらに励起レーザー光の偏光制御によるTHz帯コヒーレントラマン分光手法の開発に取り組んだ。この手法によりZnBr2水溶液(4mol/L)中の対称性の異なる振動モードを区別することに成功した。本研究の最終的な目標は、THz帯コヒーレントラマンスペクトルを用いて顕微分光イメージングを行うことであるが、そのシステムの構築を行い、約40umの空間分解能が得られることを確認した。今後、本顕微分光システムを用いて、細胞やそのモデル物質のTHz帯顕微分光イメージング測定を実施する予定である。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] Terahertz surface emission from Cu2ZnSnSe4 thin film photovoltaic material excited by femtosecond laser pulses2014

    • 著者名/発表者名
      Z. Zhao, G. Niehues, S. Funkner, E. Estacio, Q. Han, K. Yamamoto, J. Zhang, W. Shi, Q. Guo, and M. Tani
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 105 号: 23 ページ: 231104-231104

    • DOI

      10.1063/1.4903740

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Utilization of chirped laser pulses to measure stimulated Raman scattering of organic liquids in the terahertz regime2014

    • 著者名/発表者名
      S. Funkner, K. Saito, G. Niehues, Y. Yazawa, T. Furuya, K. Yamamoto, and M. Tani
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 105 号: 2

    • DOI

      10.1063/1.4890092

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Terahertz Absorption of Chemicals in Water: Ideal and Real Solutions and Mixtures2014

    • 著者名/発表者名
      S. Funkner, G. Niehues, D.A. Schmidt, and E. Bruendermann
    • 雑誌名

      Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves

      巻: 35 号: 1 ページ: 38-52

    • DOI

      10.1007/s10762-013-0017-0

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Separation of Intermolecular Motions in Liquids with Polarization Dependent Stimulated Raman Spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      S. Funkner, G. Niehues, S. Nakae, T. Furuya, K. Yamamoto and M. Tani
    • 学会等名
      The 62nd Spring Meeting of the Japan Society of Applied Physics, 2015
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Low Temperature-Grown GaAs Carrier Lifetime Measurements Using "Double Pump" Terahertz Time-Domain Spectroscopy Setup2015

    • 著者名/発表者名
      V. K. Mag-usara, S. Funkner, G. Niehues, E. A. Prieto, A. Somintac, E. Estacio, A. Salvador, K. Yamamoto, M. Hase, and M. Tani
    • 学会等名
      The 62nd Spring Meeting of the Japan Society of Applied Physics, 2015
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Terahertz Wave Detection by Heterodyne EO Sampling Using Position Sensitive Detector2014

    • 著者名/発表者名
      S. Azuma, T. Nagase, S. Ozawa, S. Funkner, G. Niehues, A. Iwamae, K. Yamamoto, T. Furuya, E. Estacio, M. I. Bakunov,and M. Tani
    • 学会等名
      Samahang Pisika ng Pilipinas (Physics Society of the Philippines) 32nd Physics Congress (SPP 2014)
    • 発表場所
      University of the Philippines Diliman
    • 年月日
      2014-10-17 – 2014-10-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of Low Temperature-Grown GaAs Carrier Lifetime by Double Pump Terahertz Time-Domain Spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      V. K. Mag-usara, S. Funkner, G. Niehues, E. A. Prieto, A. Somintac, E. Estacio, A. Salvador, K. Yamamoto, M. Hase, M. Tani
    • 学会等名
      Samahang Pisika ng Pilipinas (Physics Society of the Philippines) 32nd Physics Congress (SPP 2014)
    • 発表場所
      University of the Philippines Diliman
    • 年月日
      2014-10-17 – 2014-10-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Detecting THz Signatures of Liquids with Chirp Induced Stimulated Raman Scattering2014

    • 著者名/発表者名
      S. Funkner, G. Niehues, K. Saitou, Y. Yazawa, T. Furuya, K. Yamamoto, and M. Tani
    • 学会等名
      39th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, 2014
    • 発表場所
      The University of Arizona, Tucson, AZ, USA
    • 年月日
      2014-09-14 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Frequency-resolved detection of broadband THz waves with Cherenkov-phase-matched heterodyne EO sampling2014

    • 著者名/発表者名
      M. Tani, S. Azuma, T. Nagase, S. Ozawa, S. Funkner, G. Niehues, A. Iwamae, K. Yamamoto, T. Furuya, E. Estacio, and M. I. Bakunov
    • 学会等名
      39th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, 2014
    • 発表場所
      The University of Arizona, Tucson, AZ, USA
    • 年月日
      2014-09-14 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Towards broadband THz-TDS: LN waveguide THz emission super focused onto a reversed photoconductive antenna2014

    • 著者名/発表者名
      G. Niehues, S. Funkner,T. Shirao, T. Furuya, T. Kishibata, T. Okuyama, Y. Akamine, K. Yamamoto, F. Kuwashima, K. Kawase, and M. Tani
    • 学会等名
      39th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, 2014
    • 発表場所
      The University of Arizona, Tucson, AZ, USA
    • 年月日
      2014-09-14 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Detecting Low Frequency Motions of Organic Liquids by Non-Linear Raman Scattering Spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      S. Funkner, K. Saito, Y. Yazawa, G. Niehues, K. Yamamoto, M. Tani
    • 学会等名
      8th Asian Conference on Ultrafast Phenomena (A CUP 2014)
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Detecting THz Vibrational Motions of Organic Liquids by Stimulated Ra man Scattering Spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      S. Funkner, K. Saito, Y. Yazawa , G. Niehues, K. Yamamoto, M. Tani
    • 学会等名
      The 5th International Workshop on Far-Infrared Technologies 2014 (IW-FIRT 2014), Paper No. P-4
    • 発表場所
      University of Fukui, Fukui, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Extending spectral focusing techniques into the THz regime2013

    • 著者名/発表者名
      S. Funkner, K. Saito, T. Furuya, K. Yamamoto, M. Yamaguchi, M. Hangyo, and M. Tani
    • 学会等名
      The 38th International Conference on Infrared, M-illimeter and Terahertz Waves (IRMMWTHz 2013)
    • 発表場所
      Mainz, Germany
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Solar cell materials as THz emitters : the THz emission of CZTS2013

    • 著者名/発表者名
      S. Funkner, E. S. Estacio, G. Ni ehues, K. Yamamoto, Q. Guo, Z. Zhao. M. Tani
    • 学会等名
      2013年秋季第74回応用物理学会学術講演会, 講演番号16a-D4-7
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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