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2018 年度 研究成果報告書

真空中でのレーザー捕捉を利用したナノ粒子の組成選別

研究課題

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研究課題/領域番号 16K13857
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 原子・分子・量子エレクトロニクス
研究機関東京工業大学

研究代表者

相川 清隆  東京工業大学, 理学院, 准教授 (10759450)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードナノ粒子 / オプトメカニクス
研究成果の概要

本研究では、真空中において光格子中に少数個のナノ粒子を捕捉し、その運動を精密に観測する実験装置を製作した。様々な材質のナノ粒子を大気圧で捕捉できることを示すと共に、従来研究で扱われてきたシリカ以外のいくつかの材質についても真空へと移行できることを見出した。また、真空中での振動周波数が材質によって異なることを示し、ナノ粒子の非破壊組成分析の原理を実証した。想定外の成果として、2個のナノ粒子が同一光格子内に捕捉されると、大気圧下であっても互いの周りを軌道運動する現象を発見し、この現象が既知の放射圧に基づく発振現象とは大きく異なる性質を持つことを明らかにした。

自由記述の分野

量子光学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、真空中におけるナノ粒子の運動の観測を通じてその材質を非破壊に推定する、という非破壊組成分析の原理が実証できたため、環境中を漂うナノ粒子に対する新たな角度からの分析が可能となると期待される。また、2個のナノ粒子による軌道運動の周波数は粒子の質量に非常に敏感であることから、粒子に気体分子が吸着される過程についての研究を進めることで、将来的には新しいタイプの気体検出センサーとしての応用が期待される。

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公開日: 2020-03-30  

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