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ナノスケール加工現象における作用単粒子の三次元空間追跡法及び粒径計測法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 16K06015
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生産工学・加工学
研究機関九州工業大学

研究代表者

カチョーンルンルアン パナート  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (60404092)

研究分担者 鈴木 恵友  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (50585156)
研究協力者 白川 裕晃  
ブラッドラー アラン  
パームパッデーチャークン ティティパット  
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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードナノ粒子 / 散乱光 / 可視化 / エバネッセント光 / 全反射顕微鏡法 / ブラウン運動 / 三次元位置計測 / 多波長 / 全反射顕微鏡 / 三次元 / 3次元 / ポリシング / 加工現象 / レーザ / 計測 / 粒径 / CMP / 機械工作・生産工学 / 超精密計測 / 精密研磨 / 1分子計測(SMD)
研究成果の概要

半導体製造分野、ドラッグデリバリー、バイオマーカ等のナノスケール分野では、ナノ粒子が多様に用いられている。これらの生の作用現象の効果を検討するために、(光学的かつ動的に)遠隔から直接に観測する必要がある。確立しつづある(比較的簡易な)観測法尚且、携帯型光学系により、一例としてこれまで半導体製造でのポリシング加工現象を直接に観察した例が本研究グループ以外他になかった。本研究は新たに被観測表面に作用するナノ粒子の奥行きの3次元目の位置計測法を提案し、実験的検証を行った。現状では作用表面から250nm範囲内で移動中の100nm基準粒子の3次元位置を±20nm程度のばらつきで測定する可能性を確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

画素センサや携帯電話などといった製品の製造、今後の薬開発、細胞学の基礎研究は、ナノスケールでの作用で行われている。ナノスケール(1ナノメートルは10億分の1メートル)の極微小な空間での現象を実時間で3次元的に観測できれば、上述の微小な作用やそのメカニズムを解明することができ、飛躍的な技術の進歩につながります。本研究では、作用する表面近傍の領域を限定した光の場を生成し、その領域内に入ったウィルスの大きさ程度(100ナノメートル)の作用粒子を3次元の動きを準定量的に可視化に成功した。今後可視化した粒子の粒径も見出す予定である。なお、開発している手法は比較的簡易なため、携帯可能な装置を実現している。

報告書

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

    (19件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Study on Structure and Optimization of Hybrid Silica Particles on Chemical Mechanical Polishing of Sapphire2018

    • 著者名/発表者名
      Bun-Athuek Natthaphon、Takazaki Hiroko、Yasunaga Takuo、Yoshimoto Yutaka、Khajornrungruang Panart、Suzuki Keisuke
    • 雑誌名

      WCMNM 2018 World Congress on Micro and Nano Manufacturing, ISBN: 978-981-11-2727-4

      巻: 2018 ページ: 47-50

    • DOI

      10.3850/978-981-11-2728-1_20

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study on Mechanism of High Material Removal in Sapphire-CMP with Sub-10nm Silica Particles using Evanescent Field Light2018

    • 著者名/発表者名
      Natthaphon Bun-Athuek、Panart Khajornrungruang、Keisuke Suzuki
    • 雑誌名

      Proc. of ICPT 2018

      巻: 2018 ページ: 76-81

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation Method of the Approach of Nanoparticles-to-Surface in Chemical Mechanical Polishing using Optical Evanescent Field2018

    • 著者名/発表者名
      Thitipat Permpatdechakul, Yutaka Terayama, Panart Khajornrungruang, Keisuke Suzuki, Natthaphon Bun-Athuek
    • 雑誌名

      Proc. of ICPT 2018

      巻: 2018 ページ: 356-360

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In situ measurement method for film thickness using transparency resin sheet with low refractive index under wet condition on chemical mechanical polishing2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Oniki, Panart Khajornrungruang, Keisuke Suzuki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 7S

    • NAID

      210000148115

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Study on On-Machine Visualization of Surface Processing Phenomena in Nanoscale -5th report: Investigation on 3D Motion of Standard Particle-2019

    • 著者名/発表者名
      ブラドラー・アラン、カチョーンルンルアン・パナート、鈴木恵友、パームパッデーチャークン・ティティパット
    • 学会等名
      2019年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] FDTD法によるガラス表面近傍における移動 ナノ粒子の光散乱特性解析2019

    • 著者名/発表者名
      ○平佳那子, ◎カチョーンルンルアンパナート,鈴木恵介, 荒牧弘親
    • 学会等名
      2019年度精密工学会 第26回 学生会員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] The Performance Evaluation of Developed Apparatus for Observing the Nanoparticles Phenomena During CMP Process by Applying Evanescent Field2019

    • 著者名/発表者名
      PERMPATDECHAKUL THITIPAT, Khajornrungruang Panart, Suzuki Keisuke, Blattler Aran, Kanako Taira
    • 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] High Speed Three-dimensional Tracking of Individual Polystyrene Standard Nanoparticle in Multi-wavelength Evanescent Fields2019

    • 著者名/発表者名
      Aran Blattler, Panart Khajornrungruang, Keisuke Suzuki
    • 学会等名
      International Symposium on Measurement Technology and Intelligent Instruments (受理された)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ナノスケール被加工表面上におけるナノ粒子の三次元挙動観測法に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      カチョーンルンルアン パナート、白川裕晃,ブラッドラー アラン,竹元亨,鈴木恵友
    • 学会等名
      精密工学会切削加工専門委員会・知的ナノ計測専門委員会合同ワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of in-situ observation apparatus for investigating the nanoparticles phenomenon on surface in CMP using evanescent field2018

    • 著者名/発表者名
      PERMPATDECHAKUL THITIPAT, ,KHAJORNRUNGRUANG PANART, KEISUKE SUZUKI, YUTAKA TERAYAMA
    • 学会等名
      精密工学会九州支部 北九州地方講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] エバネッセント光を応用したナノ粒子観測における散乱光特性の数値シミュ レーションの確立2018

    • 著者名/発表者名
      平 佳那子
    • 学会等名
      精密工学会九州支部 第19回学生研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ナノ粒子の三次元挙動が見れる携帯型全反射顕微鏡法および装置2018

    • 著者名/発表者名
      カチョーンルンルアン パナート
    • 学会等名
      JST 九州工業大学 新技術説明会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Proposal of Optical Measurement Method for 3D Single Nanoparticle Position Near a Surface2018

    • 著者名/発表者名
      Panart Khajornrungruang, Hiroaki Shirakawa, Keisuke Suzuki, Koya Sakai
    • 学会等名
      21 st International Symposium on Chemical-Mechanical Planarization
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ナノスケールにおける加工現象可視化に関する研究 第 4 報:縦分解能の検討2018

    • 著者名/発表者名
      白川裕晃,ブラッドラー アラン,カチョーンルンルアン パナート,鈴木恵友, 竹元 亨
    • 学会等名
      2018 年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノスケールにおける加工現象可視化に関する研究 第 3 報:散乱光強度評価2017

    • 著者名/発表者名
      白川 裕晃, カチョーンルンルアン パナート, 鈴木 恵友
    • 学会等名
      2017 年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Proposal of Individual Sub 100 nm Nano-Particle 3D-Tracking Method in Multi Wavelength Evanescent Fields2017

    • 著者名/発表者名
      Panart Khajornrungruang, Hiroaki Shirakawa, Keisuke Suzuki, and Ryo Takemoto
    • 学会等名
      Advanced Metallization Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation on 3D Position of Individual Nanoparticle in Multi Wavelength Evanescent Field2017

    • 著者名/発表者名
      Aran Blatter, 白川裕晃、カチョーンルンルアン パナート、鈴木恵友、竹元亨
    • 学会等名
      2017年度精密工学会九州支部 熊本地方講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 多波長エバネッセント光を用いた実時間三次元計測法に関する研究-試料作製および検証手法の検討-2017

    • 著者名/発表者名
      ○竹元亨、◎カチョーンルンルアン パナート
    • 学会等名
      2017年度精密工学会九州支部 第18回学生研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 二波長エバネッセント光を用いた実時間三次元計測法に関する研究(ナノ粒子の散乱光強度検出装置の設計)2016

    • 著者名/発表者名
      白川裕晃,カチョーンルンルアン パナート,鈴木恵友
    • 学会等名
      2016年度精密工学会九州支部北九州地方講演会
    • 発表場所
      北九州工業高等専門学校(福岡県北九州市)
    • 年月日
      2016-12-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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