| 研究課題/領域番号 |
17K19066
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
矢代 航 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (10401233)
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| 研究分担者 |
吉川 彰 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (50292264)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| キーワード | X線 / イメージング / シンチレータ / 高アスペクト比 / 微細加工 / 高エネルギー / 高空間分解能 / GAGG |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、高エネルギーＸ線（主に100～400 keV）による1μmより高い空間分解能の高感度イメージングを実現するための構造化シンチレータの開発を目的とする。微細加工によって高アスペクト比化したシンチレータ（「構造化シンチレータ」）を作製し、感度を犠牲にすることなく、空間分解能を向上させることができる。特に、最近研究分担者である吉川彰教授（東北大学金属材料研究所）が開発した、高感度、高速応答シンチレータであるGAGGの微細加工による構造化を目指している。将来的には、多色シンチレータによる超解像イメージングなどにつなげることにより、特殊環境下での非平衡系の高速撮影やオペランド観察による製品開発など、材料科学、生物学、医学などから産業応用に至る様々な分野への波及効果が期待される。
平成29年度は、構造化シンチレータを実現するための三つの方法、すなわち①アルゴンミリングによるミリングを行う方法、②結晶方位によるエッチングレートの違いを利用した異方性エッチング法、③鋳型を作製して融解したGAGGを流し込むキャスティング法について、実現可能性を検証するための基礎実験を行った。アルゴンミリング法においては、GAGG表面にフォトレジストによるパターニングを行うための条件出しを行い、アルゴンミリングレートの評価を行った。また、②の異方性ウェットエッチング法の実現可能性を確かめるため、溶液によるエッチピットの評価を行った。さらに、③の鋳型を用いたキャスティング法においては高融点材料による鋳型の作製が必要条件であり、ドライエッチングによるSiC高アスペクト比構造体の作製を試みた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
GAGGに対する微細加工はこれまで経験のないことであり、微細加工パターニングの条件出し（フォトレジスト塗布、露光条件）に、やや予想よりも時間がかかったため。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成30年度は、平成29年度に試した三つの方法について、原理検証のための基礎実験を続け、最も最適な方法を用いて、10μm程度の構造サイズの一次元構造化シンチレータの作製を目指す。さらに、作製したシンチレータを用いて高空間分解能Ｘ線イメージング（超解像イメージング）が実現可能であるか、検証する。①アルゴンミリングによる方法、②異方性ウェットエッチングによる方法においては、多重露光など、これまでなかった新規微細加工プロセスの条件出しを行い、高アスペクト比化の実現を目指す。また、発生した可視光を導波するための反射層の形成方法についても検討する。③のキャスティングによる方法については、高融点鋳型表面をイリジウムなどのGAGGと反応性の低い材料でコーティングする方法について試みる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初の研究計画よりもやや遅れており、平成29年度に実施する予定であった原理検証実験の一部を平成30年度はじめに行うことになったため。
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