テレビジョン撮像管技術に基づく電子走査型実時間ナノ分解能光学顕微鏡の開発

• 研究課題/領域番号: 24310096
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ナノ材料・ナノバイオサイエンス
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 宮崎 英樹 独立行政法人物質・材料研究機構, 先端フォトニクス材料ユニット, グループリーダー (10262114)
• 研究協力者: 笠谷 岳士
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 20,150千円 (直接経費: 15,500千円、間接経費: 4,650千円); 2014年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円); 2013年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円); 2012年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
• キーワード: 電子顕微鏡 / 光物性 / 可視化

研究成果の概要

過去のものとなったテレビジョン撮像管技術を現代のナノ材料・ナノ計測技術で蘇らせ、表面近傍の光学像を分解能62nm、無染色で撮像する電子走査型超解像光学顕微鏡を開発した。光電子放出に伴う蓄積帯電電荷を読み出すアイコノスコープ方式と、蛍光点を走査して試料を照明するフライングスポットスキャナ方式の構築を目指した。前者については研究期間内に完成形を示すことはできなかったが、後者は市販の走査電子顕微鏡に組み込めるユニットの開発まで成功した。生きた細胞の観察を可能とする環境セルを開発し、位相物体が無染色で撮像できる原理がパーセル効果に由来することを明らかにし、実際に生きたままのヒト肺細胞の観察に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Observation of the enhancement of electric fields normal to the surface using mid-infrared slot antennas and an atomic layer deposition technique (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Nishimura, T. Kawano, Y. Kunichika, K. Kasahara, T. Yaji, N. Ikeda, H. Oosato, H. Miyazaki, and Y. Sugimoto
  • 雑誌名: Optics Communications 巻: 349 ページ: 98-104
  • DOI: 10.1016/j.optcom.2015.03.063
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultraviolet-nanoimprinted packaged metasurface thermal emitters for infrared CO2 sensing (2015)
  • 著者名/発表者名: H. T. Miyazaki, T. Kasaya, H. Oosato, Y. Sugimoto, B. Choi, M. Iwanaga, and K. Sakoda
  • 雑誌名: Sci. Technol. Adv. Mater. 巻: 16
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dual-band infrared metasurface thermal emitter for CO2 sensing (2014)
  • 著者名/発表者名: H. T. Miyazaki, T. Kasaya, M. Iwanaga, B. Choi, Y. Sugimoto, K. Sakoda
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 105 号: 12
  • DOI: 10.1063/1.4896545
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Emission from a dipole-forbidden energy state in a GaAs quantum-ring induced by dressed photon (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yatsui, W. Nomura, T. Mano, H.T. Miyazaki, K. Sakoda, T. Kawazoe, M. Ohtsu
  • 雑誌名: Applied Physics A 巻: 115 号: 1 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1007/s00339-013-7905-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diffraction-unlimited optical imaging of unstained living cells in liquid by electron beam scanning of luminescent environmental cells (2013)
  • 著者名/発表者名: H. T. Miyazaki, T. Kasaya, T. Takemura, N. Hanagata, T. Yasuda, and H. Miyazaki
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 21 号: 23 ページ: 29198-28218
  • DOI: 10.1364/oe.21.028198
  • 査読あり
• [学会発表] UVナノインプリント法による赤外熱放射メタ表面の作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮崎英樹, 笠谷岳士, 杉本喜正, 崔峯碩, 岩長祐伸, 迫田和彰
  • 学会等名: 2014年第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-21
• [学会発表] CO2濃度計測のための赤外熱放射メタ表面 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮崎英樹、笠谷岳士、崔峯碩、岩長祐伸、杉本喜正、迫田和彰
  • 学会等名: 2014年第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学（神奈川県相模原市）
• [学会発表] Emission from a Dipole-Forbidden Energy State in a GaAs Quantum-Ring Induced by Dressed Photon (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yatsui, W. Nomura, T. Mano, H. Miyazaki, K. Sakoda, T. Kawazoe, and M. Ohtsu
  • 学会等名: CLEO/QELS 2013
  • 発表場所: San Jose Convention Center（米国サンノゼ市）
• [学会発表] Emission from a dipole-forbidden energy state in a GaAs quantum ring induced by a near-field interaction with a fiber probe (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yatsui, W. Nomura, T. Mano, H. Miyazaki, K. Sakoda, T. Kawazoe, and M. Ohtsu
  • 学会等名: The 9th Asia-Pacific Conference on Near-field Optics (APNFO2013)
  • 発表場所: Riverview Hotel（シンガポール）
• [学会発表] Plasmonic enhancement of electric and magnetic dipole emissions at telecommunication wavelengths on metasurfaces (2013)
  • 著者名/発表者名: B. Choi, M. Iwanaga, H. T. Miyazaki, Y. Sugimoto, and K. Sakoda
  • 学会等名: 2013年秋季第74回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学（京都府京田辺市）
• [学会発表] 中赤外光アンテナの膜厚方向での光電界増強に関する検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西村悠希、森透、笠原健一、家路豊成、宮崎英樹、池田直樹、杉本喜正
  • 学会等名: 2013年秋季第74回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学（京都府京田辺市）
• [学会発表] Observation of the enhancement of the electric field normal to the surface of mid-infrared slot antennas (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Tsushima, S. Mori, Y. Nishimura, K. Hishii, K. Kasahara, T. Yaji, H. Miyazaki, N. Ikeda, M. Ochiai, H. Oosato, and Y. Sugimoto
  • 学会等名: 7th International Congress on Advanced Electromagnetic Materials in Microwaves and Optics - Metamaterials 2013
  • 発表場所: Bordeaux大学（フランスTalence市）
• [学会発表] 金ナノ粒子配列構造の表面プラズモンダイナミクス (2013)
  • 著者名/発表者名: 久保敦、諸徳寺匠、江口美陽、笠谷岳士、宮崎英樹
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学（徳島県徳島市）
• [産業財産権] リフトオフ法、超微細2次元パターンアレイおよびプラズモンデバイス (2014)
  • 発明者名: 宮崎英樹、笠谷岳士
  • 権利者名: 物質・材料研究機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-170264
  • 出願年月日: 2014-08-15
• [産業財産権] 近接場光学観察装置、試料含有環境セル作製方法、走査電子光学顕微鏡及び走査電子光学顕微鏡の使用方法 (2013)
  • 発明者名: 宮崎英樹、笠谷岳士、安田剛
  • 権利者名: 物質・材料研究機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-158680
  • 出願年月日: 2013-07-31