| 研究課題/領域番号 |
21K04808
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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28010:ナノ構造化学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
大須賀 潤一 大阪大学, 大学院理学研究科, 特任研究員(常勤) (10817232)
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| 研究分担者 |
松尾 保孝 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (90374652)
古谷 浩志 大阪大学, 科学機器リノベーション・工作支援センター, 准教授 (40536512)
豊田 岐聡 大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (80283828)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 光励起 / レーザーイオン化 / ナノ構造 / 金属薄膜 / MIM構造 / 質量分析 / ソフトイオン化 / ナノ微細構造 / 高感度 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
質量分析法は、高い感度、選択性により科学研究のみならず、社会の安全・安心を確保する手段として様々な場所で用いられている。現在、電子イオン化（Electron Ionization; EI）法が最も汎用されているイオン化法であるが、フラグメンテーション（分子の開裂・分解）を伴う“ハード”イオン化法であるため、未知物質の同定や混合物の一括測定などには適用が困難である。
本研究では、質量分析法でEI法に匹敵する感度と簡便さでイオン化でき、しかも分子量情報も同時に取得できる革新的なソフトイオン化法を、ナノ微細加工技術と表面プラズモン光増強を活用した新しい電界イオン化法によって実現する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では，光励起とナノ構造による効率的なイオン化デバイスの開発を目的として研究を行った．ナノ構造をもつ基板を作製し，その表面に金などの金属層や絶縁層を配置し，光励起の効果による対象化合物のイオン化について検証を行った．．北大電子研松尾教授のグループにおいて，金属薄膜を積層した各種のナノ微細構造を作製した．これにモデル試料としてグリシン水溶液を滴下，自然乾燥し，既存のレーザーイオン化装置にてイオン強度を測定した．Si＜金積層＜MIMの順でイオン強度が増大することが分かった．詳細なイオン増強の原理については検討中であるが，ナノ構造それ自身や，積層する金属や絶縁層の導入によってイオン強度が異なる．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来の表面支援レーザーイオン化法（SALDI）では、光とナノ構造の相関による脱離機構と気相でのイオン分子反応（あるいは分子分子反応）による電荷のやり取りによってイオン化効率を議論されてきたが、今回、ナノ構造以上に積層する金属層の種類や絶縁層がイオン化に大きく関与することが分かった。ここからすぐにイオン化機構についての理論化は難しいが、従来見落とされてきた光励起による何らかの効果がイオン強度増大をもたらしていると示唆される。このことにより、従来法で効率よくイオン化できていなかった化合物のソフトイオン化をおこないうる基板開発へつながると考えられる
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