顕微分光法による元素状炭素の特性評価と風化メカニズムの解明

2018 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K00528
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 伊藤 信靖 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (70415644)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: ラマン分光 / 元素状炭素 / 顕微分光法

研究実績の概要

本申請課題では、顕微分光法を効果的に用いることにより、元素状炭素の特性評価を行うとともに、環境中での風化メカニズムについても解明することを目的としている。平成29年度には、石英基板に金薄膜を蒸着して表面増強ラマン基板を作製し、ベンゼンチオールの自己組織化単分子膜（SAM膜）による基板の評価と最適化を行った。平成30年度は引き続き、作成した基板上に元素状炭素層を形成し、風化実験を開始する計画だった。しかしながら、このSAM膜による基板の評価をさらに行ったところ、位置再現性が良くないことに起因した低い再現性が懸念された。このことから、形成した元素状炭素層の風化実験に着手する前に、同一箇所を繰り返し評価するための手法を開発することにした。解決策としては、ピンホール基板を作製し、ピンホールから見える部分を評価することとした。このピンホール基板は、カバーガラスにクロムを蒸着することによって作製した。当初は、良好なピンホール形状を達成するため、反転露光によるリフトオフ法を検討した。しかしながら、パターニング条件について検討をしたものの、リフトオフ法ではピンホール基板を作製することはできなかった。このため、クロム蒸着した層をドライエッチングする手法に切り替え、ピンホール基板の作製を達成した。しかしながら、当初は予定していなかったピンホール基板の作製を行い、また、その作製に時間を要してしまったため、当初に予定していた風化実験の着手まで至らなかった。

現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

これまでの実験室の空調工事や装置トラブル等に加え、今年度は想定外のピンホール基板作成に時間を要したため、計画通りに遂行することができなかった。

今後の研究の推進方策

今年度は、表面増強ラマン基板上に元素状炭素層を形成し、炭素層に対して光照射等の模擬的な風化実験系の構築を行い、実施する。また、実際の大気環境から採取したフィルターサンプルを用いて、そこに含まれる元素状炭素粒子の評価等についても検討する。

次年度使用額が生じた理由

当初に計画していた風化実験に着手することができなかったため、消耗品等に使用予定だった予算が次年度に繰り越しとなった。この繰り越した予算については、当初の計画通り、光化学反応実験装置の購入や消耗品等に当てる予定である。