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本研究では、リソグラフィーや電気分解により加工したマイクロ・ナノ構造とレーザー光散乱法を用いる新しいナノ粒子検出法の実現を目指す。具体的には、金属ナノピラー(チューブ)構造形成法の開発と、その構造の物理応答を化学センシングに用いる新規手法実現のための基礎原理探求から応用展開までを目指す。新原理のセンシングデバイス実現により、各種ナノチューブやナノパーティクルの有無や種類などをスクリーニングする化学・物理融合型のセンサーが実現すると期待している。本年度は、陽極酸化アルミナを鋳型とした金ナノピラー形成法の検討と、レーザー光散乱法の高感度化について検討した。金ナノピラー形成法の検討では、200ナノメートル程度の貫通細孔をもつ陽極酸化アルミナの片側表面に金を蒸着した後、この金を電極として金を細孔内で電析することに成功した。この結果、アルミナを鋳型とした金ナノピラーが形成できたが、アルミナから引き剥がすときに金ナノピラー同士が固まってしまう現象がみられた。最適なアスペクト比や凝集防止剤の効果を次年度以降に検討する。レーザー光散乱法の高感度化では、光検出器からの電気信号処理を工夫し、光強度を最適化した。ナノピラーからの共鳴信号は、数十MHzのドップラーシフトを伴うと理論的に予測している。原理的に、ドップラーシフト周波数が大きくなると信号値は小さくなるため、数100kHz程度を測定する従来装置に比べて100倍程度の高感度化を目指している。水表面の準弾性光散乱スペクトル(ドップラースペクトル)を測定したところ、従来法と比べて10倍以上の信号を得ることができた。金ナノピラー構造およびレーザー光散乱法の測定系を最適化し、ナノ粒子検出測定に応用する。
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