| 研究課題/領域番号 |
16K13662
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
馬場 暁 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (80452077)
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| 研究分担者 |
L CHUTIPARN 新潟大学, 自然科学系, 助教 (90769316)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 表面プラズモン / グレーティング / フレキシブル / センサー |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、フレキシブルグレーティング基板上で白色光照射表面プラズモンを共鳴励起させ、共鳴状態からの輻射光を検出するセンシングシステムの構築を目指す。これは、物質の吸着による表面プラズモン共鳴励起輻射光波長の変化をセンシングするもので、小型化・多機能化が可能なフレキシブルプラズモニックセンサーシートの開発に向けて基礎・応用研究を行うことを目的とした。
以上の目的に対して、今年度は透過型表面プラズモン共鳴法と、c-MOSカメラを用いたイメージングシステムを用いたセンシングを行った。ここでは、グレーティングプラスチック基板上に堆積した金薄膜上に、PDMSで作製したマイクロ流路と組み合わせ、表面プラズモン励起波長のみをイメージングするために、液晶可変チューナブルフィルタをc-MOSカメラの前に配置して、検出波長を変化させた。まず、銀ナノプリズムを交互吸着法により高分子電解質と多層膜化して、センシング用薄膜として過酸化水素の検出を流路ごとに濃度を変えて行った。
また、フレキシブルプラズモニックシートを作製するための基礎評価として、フレキシブルプラズチック基板上にグレーティング形状金薄膜の作製を行い、フレキシブル状態での表面プラズモン輻射光特性の評価を行った。この結果、曲げ状態を変化させた状態においても良好な表面プラズモンが確認できた。また曲率を変化させることで、表面プラズモンの励起波長、輻射光強度の変化について検討を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究の初年度の研究計画である（１）透過型プラズモニック圧力センサーの検討、（2）プラズモニックシートセンサーシートの開発、について上記のように実験を進め、基礎的な知見を得ることができた。透過型プラズモニック圧力センサーについては、曲げ状態の他にも伸縮状態での表面プラズモン共鳴励起状態について詳細に調べ、圧力センサーシートへの応用を検討していく。フレキシブルセンシングシートについては計画通り種々の構造を用いて、多項目センサーシステムの実験へと進めていく予定である。
研究実績の概要で示したように、計画の（１）（２）を実施して成果が得られており、概ね当初の計画通り達成できた。これらの結果は、すでに学会での報告や論文での発表なども行っている。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成２９年度はこれまでに得られた研究をさらに進め、過型プラズモニック圧力センサーやプラズモニックシートセンサーシートの開発を進める。また、計画通りスマートフォンにセンシング部を取り付け・取り外しが可能なフレキシブルプラズモニックシート/スマートフォン一体型システムの構築に向けた研究にも着手する。プラモニックシートは前年度までと同様にPDMSを用いることで、簡便にスマートフォン上に貼り付けてセンシングできるようにする。センサーの実験としては、インプリンテッド格子／金属薄膜／導電性高分子／プローブ分子の系において、環境物質や生体分子が吸着した時の誘電率変化によるプラズモン励起輻射光波長の変化を検出する。また、導電性高分子薄膜をパターン化することで、検出する生体分子の種類によって、出てくる光の波長が異なるようなフレキシブル多項目同時検出型のセンサーの構築も試みる。
また、得られた成果は国内・国外の学会で報告を行うことにより公表し、国際論文誌での誌上発表も積極的に行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
3月に物品（ソフトウェア）を購入したが、支払いが4月になったため残額220,407円が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
平成２９年度は概ね当初の計画通りに研究費を使用する。消耗品としては、種々の構造の有機薄膜、格子構造を作製するために必要な物を挙げている。ナノインプリントによるナノ形状最適化のために、格子間隔の異なるナノピラーやナノドット、ナノウェルなど種々のナノ形状のテンプレートも購入する。基板洗浄用の有機溶媒や有機分子、薄膜表面評価のためのAFM測定用のカンチレバーなども使用する。また旅費としては、情報収集や得られた成果の発表を行うために、応用物理学会、電気学会、さらに有機エレクトロニクスに関する国際会議に参加する。他には、実験補助としての謝金や、その他学会参加費、論文投稿料などとしても研究費を使用する。
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