パワー素子と生体内部の電磁場を可視化する透過型ミュオン顕微鏡

• 研究課題/領域番号: 24H00028
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 大区分B
• 研究機関: 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
• 研究代表者: 永谷 幸則 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 特別准教授 (00393421)
• 研究分担者: 臼田 信光 藤田医科大学, 医学部, 名誉教授 (30135123) ; 千田 俊哉 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (30272868) ; 城倉 浩平 信州大学, 学術研究院医学系, 准教授 (30303473) ; 山崎 高幸 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助教 (40632360) ; 佐藤 弘 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究チーム長 (50357141) ; 下村 浩一郎 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (60242103) ; 大石 裕 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 研究員 (60569804) ; 佐々木 憲一 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 超伝導低温工学センター, 教授 (70322831) ; 深澤 元晶 藤田医科大学, 医学部, 講師 (70387728) ; 中沢 雄河 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 特別助教 (70986588) ; 中村 真毅 茨城大学, 応用理工学野, 准教授 (90323211) ; 大西 純一 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 特別嘱託技師 (30634703)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2029-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 204,880千円 (直接経費: 157,600千円、間接経費: 47,280千円); 2025年度: 38,090千円 (直接経費: 29,300千円、間接経費: 8,790千円); 2024年度: 55,640千円 (直接経費: 42,800千円、間接経費: 12,840千円)
• キーワード: ミュオン / 顕微鏡 / 電磁場計測 / パワーデバイス / 生物 / 電磁場イメージング / パワー素子 / 生体電位

研究開始時の研究の概要

本研究では、物質透過能が高く電荷をつ素粒子であるミュオンが物体を透過するときに、物体内部の電磁場により軌道や位相が変化することをイメージとして捉え、その内部の電磁場分布を非破壊で３次元計測する「透過型ミュオン顕微鏡」を開発する。パワー半導体内部の電位分布イメージングで、電界集中箇所や脆弱箇所を可視化し、素子の高性能化を図る。細胞内に多数存在するミトコンドリアの膜電位や、神経細胞の活動電位伝播のスナップショットを捉え、細胞生物学や脳神経科学に新しい展開をもたらす。