| 研究課題/領域番号 |
18K04181
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21030:計測工学関連
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
今池 健 日本大学, 理工学部, 准教授 (10548093)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | QCM / 瞬時周波数計測 / 瞬時位相 / 水晶発振器 / SDR / フルディジタル / 位相検出 / 瞬時周波数 / ＱＣＭ / ディジタルダウンコンバージョン / FPGA / ディジタルダウンコンンバージョン |
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| 研究成果の概要 |
数ナノグラム以下の質量変化を共振周波数の変化として検出可能なQCM（Quartz Crystal Microbalances：水晶振動子微量秤）について，より短い測定時間で測定精度を向上させるための研究を行った．従来の測定方法では水晶振動子を発振回路に組み込み，発振周波数の変化を読み取るために周波数カウンタを使用していた．この方法ではカウンタのゲート時間によって測定時間が決まるだけでなく，周波数測定精度を向上するためにはゲート時間をより長くする必要があり，測定精度向上と測定時間の短縮は相反するものであった．本研究成果によって時間分解能はマイクロ秒のオーダに短縮され，周波数分解能も6桁向上した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来方式のQCMを用いた微小質量計測では，その時間分解能が数ミリ秒～数秒間隔で周波数分解能も数ヘルツ程度であった．本研究成果では時間分解能がマイクロ秒のオーダーで周波数分解能がミリヘルツ以下という超高速・超高分解能なQCM計測が可能となった．この研究成果はバイオセンサ，においセンサなどの更なる性能向上が実現可能で，医療分野や環境モニタリングなど多方面の分野において研究発展に寄与するものである．
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