| 研究課題/領域番号 |
17H02725
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
ナノ構造化学
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| 研究機関 | 学習院大学 |
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研究代表者 |
齊藤 結花 学習院大学, 理学部, 教授 (90373307)
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| 研究分担者 |
佐甲 徳栄 日本大学, 理工学部, 准教授 (60361565)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2017年度: 12,610千円 (直接経費: 9,700千円、間接経費: 2,910千円)
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| キーワード | ラマン分光 / 表面増強ラマン散乱 / ゆらぎ / クラスター分析 / 近接場光学 / 微弱光測光 / シングルパルスラマン分光 / 近接場分光 / 大容量データ / 機械学習 / スペクトル分解能 / ナノ材料 / シングルパルス / バルクヘテロジャンクション太陽電池 / プラズモニクス / 脂質二重膜 / ナノコンタクト |
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| 研究成果の概要 |
分光信号のゆらぎを考慮した測定によって、ノイズに埋没し観測が困難であった微弱なラマン信号光の検出を可能にする新しい実験およびデータ解析手法を確立した。表面増強ラマン散乱のゆらぎの時間スケールは、常温液体のブラウン運動の時間スケールから、ナノ秒オーダーと見積れる。そこで、パルス幅ナノ秒レーザーのシングルパルスを露光時間とし多数回測定を行い、高SN信号のみを選択的に取り出して積算し、残りを棄却することによって、バックグランドを排除したラマンスペクトルの測定を行った。データは、密度に基づくノイズあり空間クラスタリングDBSCAN法によってノイズと信号の分別を行ない、高いSNでスペクトルを再構成した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
非侵襲で分子固有の信号を与えるラマン分光を、安定して単分子レベルで行うことは、近年の分光学の究極の目標の一つである。本研究では、従来の高感度ラマン分光で問題であった信号ゆらぎを測定に組み込み、大容量データ取得とデータ選別法を組み合わせた超高感度分析手法を開発した。ここで開発したデータ解析手法は、生物試料等の複雑系、食品や医薬品分析に幅広く適用可能である。本手法は、計算機のCPU速度およびメモリの容量を増大させることで精度を高めることができるため、コンピュータの進歩とともに今後ますます発展することが予想される。
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