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生体試料の元素分布非破壊可視化技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18H03471
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分80040:量子ビーム科学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

阿保 智  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (60379310)

研究分担者 若家 冨士男  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (60240454)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
キーワード元素分析 / 非破壊計測 / イオンビーム分析 / 生体試料
研究成果の概要

生体試料の元素分布をナノメートル分解能で非破壊三次元可視化する技術を開発した。計測には、弾性反跳粒子検出法(ERD)とラザフォード後方散乱法(RBS)の同時計測を用いた。ERDは軽元素に対して、RBSは重元素に対して感度が高いため、生体主成分の軽元素と微量重元素の高感度検出を両立可能である。高い深さ分解能を実現するため、散乱イオンのエネルギー計測には飛行時間を用いた。複数の検出器を同時に用いることで1時間程度の短時間計測で元素分布を非破壊で計測可能であることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

イオンビームを用いた計測技術は、これまで主として半導体材料の評価に用いられてきた。本研究は、この計測技術を汎用化し、生体試料の計測を可能にすることを目的として研究を行った。構成されている元素の種類が非常に少なく、特定の元素のみを高感度に計測する半導体とは異なり、様々な元素で構成されている生体試料では軽元素から重元素までを同時に計測する必要がある。また、計測により試料構造が容易に変化する生体試料を非破壊で計測することも非常に重要である。本研究では、これらが実現可能な計測技術を開発した。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] マクテブルグステンダル応用科学大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] マクデブルグステンダル応用科学大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Tertiary electrons in single-event time-of-flight Rutherford backscattering spectrometr2019

    • 著者名/発表者名
      S. Abo, A. Seidl, F. Wakaya, M. Takai
    • 雑誌名

      Nucl. Instr. & Methods in Phys. Res. B

      巻: 456 ページ: 12-15

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2019.06.042

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Simulation of fine focus time-of-flight Rutherford backscattering spectrometry using TRIM backscattering data2019

    • 著者名/発表者名
      Seidl Albert、Abo Satoshi、Takai Mikio
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms

      巻: 450 ページ: 163-167

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2018.06.022

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurement of the Lateral Charge Distribution in Silicon Generated by High-Emergy Ion Incidence2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Abo, Kenichi Tani, Fujio Wakaya, Shinobu Onoda, Yuji Miyato, Hayato Yamashita, Masayuki Abe
    • 雑誌名

      Proceedings of 22nd International Conference on Ion Implantation Technology

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Lateral Charge Distribution in Si by High-Energy Ion Incidence2020

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Abo, Kenichi Tani, Fujio Wakaya, Shinobu Onoda
    • 学会等名
      30th Annual Meeting of MRS-J
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] イオン散乱法を用いた非破壊三次元元素分析技術2020

    • 著者名/発表者名
      阿保 智, 若家 冨士男, 高井 幹夫
    • 学会等名
      日本学術振興会 第158委員会 第131回研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of ToF-RBS and -ERDA simultaneous measurements with 150 kV FIB2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Abo, Takuya Fujimoto, Fujio Wakaya
    • 学会等名
      24th International Conference on Ion Beam Analysis (IBA2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 集束イオンビーム装置でのToF-RBSとERDAの同時計測法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      阿保智, 藤元拓哉, 若家冨士男
    • 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] Nondestructive analysis technique by ion scattering spectroscopy using 150 kV FIB2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Abo, Albert Seidl, Fujio Wakaya
    • 学会等名
      29th Annual Meeting of MRS-J
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高エネルギーイオン入射によるSiでの生成電荷分布計測(II)2019

    • 著者名/発表者名
      阿保 智、谷 憲一、若家 冨士男、小野田 忍、山下 隼人、宮戸 祐治、阿部 真之
    • 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] Tertiary electrons in single-event time-of-flight Rutherford backscattering spectrometry2018

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Abo, Albert Seidl, Fujio Wakaya, Mikio Takai
    • 学会等名
      16th International Conference on Nuclear Microprobe Technology and Applications
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of charge distribution in silicon generated by high energy ion incidence2018

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Abo, Kenichi Tani, Fujio Wakaya, Shinobu Onoda, Yuji Miyato, Hayato Yamashita, Masayuki Abe
    • 学会等名
      22nd International Conference on Ion Implantation Technology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シングルイベント飛行時間型ラザフォード後方散乱法による非破壊三時現元素分析技術の開発2018

    • 著者名/発表者名
      阿保 智
    • 学会等名
      日本学術振興会 第132委員会 第233回研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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