| 研究課題/領域番号 |
20K15172
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
宮田 一輝 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 助教 (10788243)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020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 | 原子間力顕微鏡 / カルサイト / 高速信号処理 / 機械学習 / バクテリオロドプシン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年の原子間力顕微鏡（AFM）の高速化や３次元化により、固液界面の構造や動態を原子・分子スケールで捉えることが可能となったが、その制御手法は高速化・３次元化に対応しておらず、構造や性質の変化を常に最適な条件で計測することが困難だった。本研究では高速信号処理技術を用いたインテリジェントなリアルタイム測定条件制御機構を開発し、生体分子や高分子など幅広い試料の高速３次元分子スケール構造・動態解析を実現する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、インテリジェントなリアルタイム原子間力顕微鏡（AFM）制御を行うことを目指し、これを実現するために必要な要素技術の一つであるAFM画像評価技術の開発とその精度の評価を行った。また、本技術に必要な学習データの収集及び近年開発された高速周波数変調AFMの実用性の実証を目的に、カルサイトの表面に形成されるエッチピットを純水中で計測し、その動的な挙動を原子分解能で計測することに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発したAFM画像評価技術を実際に高速信号処理回路（FPGA）を備えたAFM装置へ適用することで、取得中のAFM画像データに応じてリアルタイムに計測条件を最適化できるようになる。これにより、時間変化する表面・界面を正確に計測することが可能となり、結晶成長・溶解や自己組織化などの幅広い固液界面現象の高速サブナノスケール動態解析を実現することが期待される。
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