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本研究において理論的および実験的検討により得られた成果を纏めると以下のとおりである。
1、各種基板を用いる環境計測を前提にしたホログラム素子の作製
金属蒸着膜や半導体薄膜を基板材料としてセンサー用ホログラム素子の作製を行い、各種環境条件下での安定性評価や作製試料のSEM観察などによってホログラム構造の最適化のための検討を行った。
2、酸化物半導体ホログラム素子への試験ガス吸脱着に対する応答特性評価
酸化スズや金を基板材料としたホログラム素子を用い、水素、一酸化炭素、メルカプタンなどの試験ガスの吸脱着に対する回折光の応答挙動を調べ、センサーの応答特性や選択性を決める因子について検討した。
3、TiO2光触媒表面における反応速度分布および吸着種拡散現象の動的モニタリングへの応用
TiO2薄膜光触媒やMoO3フォトクロミック薄膜などで進行する光誘起その場反応についてホログラフィックな手法を用いてその表面光学定数分布を評価し、シミュレーションと合わせて感度や分解能を支配する因子等について理論的検討を行った。これにより、TiO2薄膜内部の微小空孔分布や細孔内での反応基質の凝集などについての新規な知見が得られ、サブモノレヤー程度の吸着中間体に関するその場観察の手法として本手法の有用性が示唆された。
4、マルチ基板ホログラムセンサによる被検ガス検出
フォトンカウンティングシステムを用いて微弱な信号回折光を高感度に検出するシステムを構築し、複数の材料をハイブリッド化した基板上に作製したホログラム素子を用いてモデルガスに対するセンサとしての高感度化と高選択性に向けた基礎的な検討を行った。
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