| 研究課題/領域番号 |
20K04188
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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18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 名城大学 |
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研究代表者 |
來海 博央 名城大学, 理工学部, 教授 (30324453)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022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)
2022年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
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| キーワード | 構造化照明 / 圧縮センシング / ラマン分光法 / ２次元イメージング / ひずみ分布 / 2次元イメージング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，広い観察視野内の成分やひずみ等の２次元マッピングを高空間分解能で高速に実現させる「構造化照明と圧縮センシングを用いた超高解像度２次元ラマン分光高速イメージング顕微鏡」を開発する．そのために，構造化照明による画像再構築技術とスパースモデリングによる画像再構築技術を開発してラマン分光法に応用する．必要となる構造化照明の光学系，そしてイメージング用次元変換要素技術を開発し，3次元データキューブ（２次元位置とスペクトル）の同時取得をするための関連要素技術の開発に挑戦する．最後に本装置を構築出来たら，パワーデバイス用SiCへの適用を試み，本装置の有用性を示す．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，構造化照明法と圧縮センシング技術を組み合わせ，観察領域の材料の相，応力，ひずみを高空間分解能かつ高速に２次元マッピングする２次元ラマン分光イメージング顕微鏡を開発することを目的とした．まずレーザー（波長488nm）を用いた構造化照明の光学系を構築して光学シミュレーションとの比較を行い、2次元ラマン分光イメージングの可能性について検討した．次にSN比の低い微弱なラマンスペクトルから圧縮センシングで，ラマンスペクトルを復元した．さらに，１回の２次元の構造化照明で得られる信号から２次元ラマン画像を復元する圧縮センシング技術を開発した．この技術を応用して３次元ラマン画像の復元を行った．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年，SiCやGaNなどのパワーデバイスの性能や寿命が，製造過程や実働環境下で発生するひずみや材料中の欠陥に影響を受けるため，デバイススケールから問題領域を抽出し，ひずみや欠陥を定量的に評価することが重要となっている．本研究では，評価技術として顕微ラマン分光法が有力な候補となる可能性があることを示した．また，2次元構造化照明では９回の測定で高分解能な画像にするが，圧縮センシングを用いることで１回の測定で，ラマンやひずみの２次元イメージングを再構築ができることを示した点は高速化の点で意義がある．また，深さ方向への間引き走査で、３次元イメージングが可能であることを示した点も意義があると思われる．
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