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バイオセンサーの代表例として表面プラズモン共鳴(SPR)を用いた方法が広く利用されている。一方、SPRと同様に基板表面への試料吸着に伴う屈折率変化を利用する方法として、金属基板/誘電体の二相から構成される光導波路センサーも報告されている。誘電体相にポーラス材料を用いて光導波路として利用すれば、SPRや従来の均一な誘電体を用いた光導波路に対し、試料が吸着するセンサー表面の表面積を著しく増大でき、飛躍的な高感度化が期待できる。本研究では、メソポーラス膜を誘電体とすることで光導波路センサーのさらなる高感度化を図るために、メソポーラス膜の構造制御に特に注目して最適な構造形成を可能とする合成条件を探索することとした。
これまで、メソポーラスシリカを包含した陽極酸化アルミナ膜について、焼成のときに生じやすい空隙欠陥を取り除くこととメソ細孔サイズの制御をまず試み、いくつかのメソ材料を合成し、そのキャラクタリゼーションを走査型電子顕微鏡観察と窒素吸脱着実験により行ってきた。メソポーラス材料の合成法として、従来多くの研究者によってEvapolation-induced Self-Assembly法が利用されてきた。しかし、この方法では溶媒が揮発する間に前駆体溶液の収縮が生じ、特にアルミナ細孔内などへのメソ構造作成においては空隙欠陥が生じやすい欠点がある。従って、高粘性の鋳型界面活性剤をアルミナ細孔内へまず充填し、次いでシリカ源を気相で反応させる気相合成法を用いれば従来法の欠点を克服できると期待できる。本研究では、昨年度に引き続き、この気相合成法における種々の合成条件のメソ構造に及ぼす影響を体系的に評価・検討した。さらにメソ構造を有する金属酸化物の合成についても各種合成条件に検討を加え、金属シュウ酸塩の熱分解を用いることで結晶性の高い構造体を得ることができ、X線回折、示差熱重量分析、電子顕微鏡、SQUID等により解析した。
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