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100GHz帯音響レーザー共振器の創成と超高感度バイオセンサへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 21650127
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 医用システム
研究機関大阪大学

研究代表者

荻 博次  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (90252626)

研究分担者 平尾 雅彦  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (80112027)
中村 暢伴  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (50452404)
研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2010年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2009年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワードバイオセンサー / 超音波共振 / ナノ薄膜 / シリコン基板 / ピコ秒超音波 / ブリルアン振動 / 薄膜 / フォノン共鳴 / フェムト秒レーザー / バイオセンサ / 高感度化 / 抗原抗体反応
研究概要

本研究では共振周波数が100ギガヘルツを超える超高周波共振振動子を創成し,極短パルスレーザー光により薄膜振動子の共振周波数を非接触状態で測定し,超高感度のバイオセンシングシステムの中核技術を確立することを目標とする.本年度は,フェムト秒パルスファイバレーザーを用いたブリルアン振動の観測に従事した.フェムト秒パルスファイバレーザーは安定性に極めて優れており,これまでのチタン・サファイアフェムト秒パルスレーザーとは異なり,長時間の稼働に対するベースラインの脈動を大きく低減させることが期待された.ただし,出力がチタンサファイアフェムト秒パルスレーザーに比べて低いため,これまでのように,2色を用いたポンプ・プローブ計測(800nmのポンプ光と400nmのプローブ光)を行うことが困難であった.そこで,パルス光が直線偏光であることを利用して,垂直と水平の偏光方向によってポンプ光とプローブ光を分離する手法を考案し,これに対する光学系を構築した.その結果,従来よりもS/N比の高い光学システムを構築することに成功した.これを用いて,シリコン内のブリルアン振動を観測したところ,従来の深度よりも5倍程度の深度において,シリコン内部を侵入する光の回折を観測することに成功した.この光学系を用いることにより,Si基板上に成膜した薄膜の励起も可能となり,また,出力安定性に優れていることから,超高感度バイオセンサの実用における大きな進展となった

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2010

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Ultrathin Film Oscillator Biosensors Excited by Ultrafast Light Pulses2010

    • 著者名/発表者名
      H.Ogi, T.Kawamoto, N.Nakamore, M.Hirao, M.Nishiyama
    • 雑誌名

      Biosen.Bioelectron.

      巻: 26 ページ: 1273-1277

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Ultrathin Film Resonators Excited by Ultrafast Light Pulses and Their Application to Label-free Biosensors2010

    • 著者名/発表者名
      H.Ogi, T.Kawamoto, N.Nakamura, Yo Nakamichi, M.Hirao
    • 学会等名
      Materials Research Society (MRS) Fall Meeting 2010
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2010-11-30
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 超高周波レーザー超音波法によるナノ構造物の弾性計測と非破壊検査2010

    • 著者名/発表者名
      荻博次
    • 学会等名
      ニューガラスフォーラム 第二回評価技術研究会
    • 発表場所
      (社)ニューガラスフォーラム,東京都新宿区(招待講演)
    • 年月日
      2010-08-31
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 超高感度振動子バイオセンサの創成:診断・創薬への貢献を目指して2010

    • 著者名/発表者名
      荻博次
    • 学会等名
      早稲田大学ナノテクノロジーフォーラム,未踏・ナノデバイステクノロジー第151委員会研究会
    • 発表場所
      早稲田大学理工学部(招待講演)
    • 年月日
      2010-07-30
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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