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蛍光ナノプローブを用いたブラウン運動評価に基づく高精度ナノ粒子粒度分布解析

研究課題

研究課題/領域番号 16H04249
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生産工学・加工学
研究機関九州大学

研究代表者

林 照剛  九州大学, 工学研究院, 准教授 (00334011)

研究分担者 黒河 周平  九州大学, 工学研究院, 教授 (90243899)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2017年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2016年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
キーワードナノ粒子 / ブラウン運動 / 並進拡散 / 回転拡散 / 蛍光プローブ / 粘度 / 拡散係数 / 蛍光色素 / 並進拡散係数 / 回転拡散係数 / ナノ粒子粒径計測 / 粒径計測 / 蛍光偏光法 / 精密研磨
研究成果の概要

本研究課題では,ナノ粒子の平均粒径を高精度に測定し,その値の保証を行うための新たな計測技術の確立を目指し,蛍光ナノプローブを利用した蛍光光子相関法によるナノ粒子平均粒径の計測方法を提案した.研究期間中に構築した,蛍光プローブの光子相関信号の計測システムを用い,ナノ粒子に修飾された蛍光色素(蛍光ナノプローブ)の並進拡散係数を安定して測定できることを確認し,ポリスチレン粒子に標識された蛍光色素の並進拡散係数がナノ粒子の粒径の変化に対応して変化することを確認し,提案手法によるナノ粒子の平均粒径計測が実現する可能性を示唆した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

液層中のナノ粒子の粒度分布評価は,溶媒中のナノ粒子の球相当径を測定する方法が一般的である.しかしながら,その計測には,溶媒の粘度の測定が必要であり,事前にナノ粒子の分散する溶媒の粘度を正確に推定することは困難である.本研究課題は,ナノ粒子の分散する溶媒の粘度およびナノ粒子の粒径の測定が同時に行うことを提案するものであり,提案手法により,拡散法で評価されるナノ粒子の粒度分布測定の不確かさ評価が可能になると考えられ,その学術的意義は大きい.また,ナノ粒子の平均粒径の保証が行えるようになれば,その工業的価値は高く,社会的な意義も大きいと考えられる.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] A novel Particle Sizing method for Nano-abrasives in CMP Slurry by Using Fluorescent Nano Probe2017

    • 著者名/発表者名
      Terutake Hayashi, Toshiki Seri, and Syuhei Kurokawa
    • 雑誌名

      International Journal of Automation Technology

      巻: -

    • NAID

      130007505952

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 蛍光プローブを用いたナノ粒子粒径計測に関する研究 ~第5報 蛍光色素を標識したナノ粒子の並進拡散時間評価~2019

    • 著者名/発表者名
      草場博喜,林照剛,黒河周平,赤星圭将
    • 学会等名
      2019年度精密工学会春期全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光プローブを用いた高精度ナノ粒子径計測に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      赤星 圭将,林 照剛,黒河 周平,草場 博喜
    • 学会等名
      日本機械学会九州支部第72期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ナノ粒子粒径計測時におけるブラウン運動2018

    • 著者名/発表者名
      赤星 圭将,林 照剛,黒河 周平,草場 博喜
    • 学会等名
      2018年度精密工学会九州支部講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光プローブを用いたナノ粒子粒径計測に関する研究 ~第3報 蛍光プローブの並進拡散係数の評価~2018

    • 著者名/発表者名
      草場博喜,林照剛,黒河周平
    • 学会等名
      2018年度精密工学会九州支部講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] CMP スラリー中のナノ粒子粒径評価に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      林 照剛,黒河 周平,草場 博喜,赤星 圭介,松川 洋二
    • 学会等名
      2018年度機械学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A novel nano particle characterizing method using nano particle micro array2018

    • 著者名/発表者名
      Terutake Hayashi, Syuhei KUROKAWA and Zhu Jiaqing
    • 学会等名
      17th International Conference on Precision Engineering (ICPE2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光ナノプローブを用いたブラウン運動解析に基づくナノ粒子粒径計測(第3報)2017

    • 著者名/発表者名
      林照剛,世利俊樹,黒河周平,松川洋二
    • 学会等名
      2017年度精密工学会春季大会
    • 発表場所
      慶應義塾大学 矢上キャンパス
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ナノ粒子粒径評価のためのブラウン運動解析に基づく粘性計測2017

    • 著者名/発表者名
      世利俊樹,林照剛,黒河周平,松川洋二
    • 学会等名
      2017年度精密工学会春季大会
    • 発表場所
      慶應義塾大学 矢上キャンパス
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Particle Size Distribution Analysis for Nano-abrasives in CMP Slurry by Using Fluorescent Nano Probe2016

    • 著者名/発表者名
      Terutake Hayashi, Toshiki Seri, and Syuhei Kurokawa
    • 学会等名
      International Conference on Planarization/ CMP Technology
    • 発表場所
      Beijing,China
    • 年月日
      2016-10-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 蛍光ナノプローブを用いたブラウン運動解析に基づくナノ粒子粒径計測(第2報) -光子相関法による並進拡散係数計測-2016

    • 著者名/発表者名
      林 照剛, 世利俊樹,黒河周平,松川洋二
    • 学会等名
      2016年度精密工学会秋期大会
    • 発表場所
      茨城大学 水戸キャンパス
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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