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異方場に配されたアトリットル空間への電場集中と2波長高感度モバイルセンサへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 17H03136
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 デバイス関連化学
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

福田 隆史  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究チーム長 (50357894)

研究分担者 茨田 大輔  宇都宮大学, 工学部, 准教授 (80400711)
江本 顕雄  徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 特任講師 (80509662)
古川 祐光  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 上級主任研究員 (00300898)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2017年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
キーワードサブ波長構造 / 構造二色性 / 超効率電場集中 / センシングチップ / ポータブルデバイス / サブ波長構 / 構造二色 / 超高効率電場集中
研究成果の概要

本研究では、新しい電磁界シミュレーションアルゴリズムの開発や設計されたナノ構造の実現のためのソフトインプリントプロセス技術の開発、微細スポッティングによるマルチファンクション化技術などの基礎的な技術基盤の醸成を進めるとともに、高感度で高精度なセンシングチップ、ならびに、簡易計測システムの構築によって実験的なコンセプト実証を行なった。その結果として、極めて安価、かつ、迅速(非標識)なメタロアッセイ技術の実現に向けた様々な要素技術の創生とデバイス提案を行うことができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究を通じて得られた成果は、可視光領域の反射色をプローブとする勘弁で高感度な物理化学的プラットフォームとして機能する。したがって、“救急患者の急性中毒判定”、“ベッドサイドでの服薬管理”、“駅前健康診断”など、迅速性・簡便性が要求される様々な臨床検査シーンへの応用に活用できると期待される。また、開発した電磁波計算アルゴリズムは、ナノ構造の光学機能を構造パラメータの関数として探索的に推定することに極めて有効であり、様々なナノフォトニックデバイス・光学素子の設計に適用対象を拡げてゆくことが可能な汎用シミュレーション技術となりうるものとして今後のさらなる展開が期待される。

報告書

(6件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果発表報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2022 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (33件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] An on-demand bench-top fabrication process for fluidic chips based on cross-diffusion through photopolymerization2020

    • 著者名/発表者名
      Kimoto Takumi、Suzuki Kou、Fukuda Takashi、Emoto Akira
    • 雑誌名

      Biomicrofluidics

      巻: 14 号: 4 ページ: 044104-044104

    • DOI

      10.1063/5.0014956

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Decimating Spatial Frequency Components in Periodically Modulated Nanoscale Surface Structures for Sensing of Ambient Refractive Index Changes2020

    • 著者名/発表者名
      Jun Ando, Aki Kato, Takashi Fukuda, and Akira Emoto
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 5 号: 7 ページ: 3513-3521

    • DOI

      10.1021/acsomega.9b03811

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ag-coated submicron particles of polystyrene formed by dewetting process and their application in multi-functional biosensor-chips2018

    • 著者名/発表者名
      Marie Taguchi, Tasuku Ogami, Jun Ando, Takashi Fukuda, Akira Emoto
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces A

      巻: 558 ページ: 171-178

    • DOI

      10.1016/j.colsurfa.2018.07.007

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] シリコーン粘着テープの種々の基板に対する接着特性の調査2017

    • 著者名/発表者名
      鶴島 数也、福田 隆史、江本 顕雄
    • 雑誌名

      同志社大学ハリス理化学研究報告

      巻: 58 号: 3 ページ: 141-148

    • DOI

      10.14988/pa.2017.0000016823

    • NAID

      120006365600

    • ISSN
      21895937
    • URL

      https://doshisha.repo.nii.ac.jp/records/25908

    • 年月日
      2017-10-31
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 形状パラメータ付き境界要素法を用いたサブ波長光学素子の光伝播解析2020

    • 著者名/発表者名
      茨田 大輔、福田 隆史
    • 学会等名
      日本光学会 年次学術講演会 Optics & Photonics Japan 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 異種高分子の膨潤度の差を利用した微細構造形成技術2020

    • 著者名/発表者名
      江本 顕雄、福田 隆史
    • 学会等名
      29回ポリマー材料フォーラム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] フォトポリマーの重合時交差拡散を利用したオンデマンドのマイクロ流路デバイス作製技術2020

    • 著者名/発表者名
      江本 顕雄、福田 隆史
    • 学会等名
      29回ポリマー材料フォーラム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 高機能バイオセンサーチップの開発 -微細構造形成からチップ作製および検出システムの開発まで-2020

    • 著者名/発表者名
      A. Emoto, J. Ando and T. Fukuda
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会 第40回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フジツボ状多孔性膜の作製条件における孔構造サイズの影響2020

    • 著者名/発表者名
      A. Emoto, J. Ando and T. Fukuda
    • 学会等名
      第67回応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 三次元転送行列法を用いた金被覆異方的半球配列構造の反射光学特性の解析2020

    • 著者名/発表者名
      D. Barada and T. Fukuda
    • 学会等名
      第67回応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Fine porous structures fabricated from poly(vinyl alcohol)-coated polystyrene templates for functional biosensing chip2019

    • 著者名/発表者名
      A. Emoto, J. Ando and T. Fukuda
    • 学会等名
      24th Microoptics Conference (MOC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical Simulation of diffraction characteristics of Eccentric Fresnel Lenses for a Compact Spectrometer2019

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, R. Obara, T. Fukuda and A. Emoto
    • 学会等名
      24th Microoptics Conference (MOC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] コラーゲン繊維の明視野下における偏光顕微鏡観察2019

    • 著者名/発表者名
      A. Emoto, T. Yasui, K. Yamaguchi, T. Fukuda and E. Hase
    • 学会等名
      生体医工学シンポジ ウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 形状パラメータ付き境界要素法を用いた光散乱の二体間距離依存性解析2019

    • 著者名/発表者名
      D. Barada, H. Nagayama and T. Fukuda
    • 学会等名
      第80回応用物理学会 秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ポリビニルアルコールでコートされたポリスチレン鋳型から作製する微細な多孔性表面2019

    • 著者名/発表者名
      A. Emoto, J. Ando and T. Fukuda
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 放物面CGH設計のための三次元放物面座標系におけるヘルムホルツ方程式の解の導出2019

    • 著者名/発表者名
      D. Barada, Y. Sando, Y. Arai, T. Fukuda and T. Yatagai
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会 Optics & Photonics Japan 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] フォトポリマーの重合時交差拡散を利用したマイクロ流路作製技術(3)2019

    • 著者名/発表者名
      木本 匠、福田 隆史、江本 顕雄
    • 学会等名
      第66回 応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] フジツボ状多孔質膜の作製とセンシング応用の検討2019

    • 著者名/発表者名
      安藤 潤、福田 隆史、江本 顕雄
    • 学会等名
      第66回 応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 銀コートされたポリスチレン微粒子の反射および散乱特性2019

    • 著者名/発表者名
      吉永 武真志、福田 隆史、江本 顕雄
    • 学会等名
      第66回 応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 形状パラメータ付き転送行列法を用いた回折光学素子の設計2019

    • 著者名/発表者名
      茨田 大輔、永山 博士、福田 隆史
    • 学会等名
      第66回 応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高機能性サブ波長構造の探索と センシングシステムの構築2018

    • 著者名/発表者名
      福田 隆史
    • 学会等名
      第14回プラズモニック研究会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Design and Fabrication of Eccentric Fresnel Lenses for a Compact Spectrometer Based on a Inline Optical Arrangement2018

    • 著者名/発表者名
      田中 絢也、油谷 剛志、福田 隆史、江本 顕雄
    • 学会等名
      11th International Conference on Optics Photonics Design and Fabrication (ODF'18)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ag-Coated Submicron Particles of Polystyrene Formed by Dewetting Process and Their Application: Multi-Functional Biosensor-Chips2018

    • 著者名/発表者名
      田口 巴里絵、大上 丞、福田 隆史、江本 顕雄
    • 学会等名
      11th International Conference on Optics Photonics Design and Fabrication (ODF'18)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Desktop Fabrication of Microfluidic Cells Based on Molecular Migrations under Photopolymerization as a Concept of “Minimal Fab”2018

    • 著者名/発表者名
      木本 匠、福田 隆史、江本 顕雄
    • 学会等名
      11th International Conference on Optics Photonics Design and Fabrication (ODF'18)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Barnacle-Like Porous Structure in a Submicron Scale For a Highly-Functional Biosensor Chip2018

    • 著者名/発表者名
      安藤 潤、福田 隆史、江本 顕雄
    • 学会等名
      11th International Conference on Optics Photonics Design and Fabrication (ODF'18)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 回転放物面座標系における光波伝播式の導出(II)2018

    • 著者名/発表者名
      茨田 大輔、山東 悠介、新井 祐亮、福田 隆史、谷田貝 豊彦
    • 学会等名
      第79回 応用物理学会 秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 境界要素法を用いた形状パラメータによる光伝播解析方法の提案2018

    • 著者名/発表者名
      永山 博士、茨田 大輔、福田 隆史、東口 武史
    • 学会等名
      第79回 応用物理学会 秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] フォトポリマーの重合時交差拡散を利用したマイクロ流路作製技術(2)2018

    • 著者名/発表者名
      木本 匠、福田 隆史、江本 顕雄
    • 学会等名
      第79回 応用物理学会 秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] サブ波長構造を利用した高感度センシングとポータブルシステム開発2018

    • 著者名/発表者名
      福田 隆史
    • 学会等名
      日本学術振興会 情報科学用有機材料 第142委員会 研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フジツボ状多孔質膜の作製とセンシング応用の検討2018

    • 著者名/発表者名
      安藤 潤、福田 隆史、江本 顕雄
    • 学会等名
      第65回応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ポリスチレンのspinodal dewettingによる微粒子形成を利用したセンサーチップ2018

    • 著者名/発表者名
      田口 巴里絵、大上 丞、福田 隆史、江本 顕雄
    • 学会等名
      第65回応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] フォトポリマーの重合時交差拡散を利用したマイクロ流路作製技術2018

    • 著者名/発表者名
      木本 匠、江本 顕雄、福田 隆史
    • 学会等名
      第65回応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 回転放物面座標系における光波伝播式の導出2018

    • 著者名/発表者名
      茨田 大輔、山東 悠介、福田 隆史、谷田貝 豊彦
    • 学会等名
      第65回応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] フジツボ状多孔質膜の作製とセンシング応用の検討2017

    • 著者名/発表者名
      江本 顕雄、浦野 修平、福田 隆史
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 曲率パラメータを用いた仮想曲空間における光伝播解析方法の検討2017

    • 著者名/発表者名
      茨田 大輔、山東 悠介、福田 隆史
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ソフトインプリントを用いた残膜のない孤立した高分子パターニングの検討2017

    • 著者名/発表者名
      安藤 潤、福田 隆史、江本 顕雄
    • 学会等名
      第66回 高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ポータブル分光光度計による生体試料中の微量成分検出/モニタリング2017

    • 著者名/発表者名
      福田 隆史
    • 学会等名
      医薬品原料の研究・開発・製造のための機器・装置展(P-MEC)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 集光機能を有する分光素子を利用した分光装置2022

    • 発明者名
      江本 顕雄, 西田 翔太, 田中 絢也, 油谷 剛, 福田 隆史
    • 権利者名
      国立大学法人徳島大学、国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 取得年月日
      2022
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書
  • [産業財産権] 流路デバイス及びその製造方法2018

    • 発明者名
      福田隆史、江本 顕雄、木本 匠
    • 権利者名
      産業技術総合研究所、同志社大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 集光機能を有する分光素子および該素子を利用した分光装置2018

    • 発明者名
      江本 顕雄、福田 隆史
    • 権利者名
      江本 顕雄、福田 隆史
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-038277
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2024-03-28  

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