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2020 年度 実績報告書

触診型テラヘルツグローブの創出と新規低侵襲検査応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K22099
研究機関東京工業大学

研究代表者

河野 行雄  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (90334250)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2021-03-31
キーワードテラヘルツ
研究実績の概要

近年、電波と光の中間に位置するテラヘルツ(THz)波による可視化技術を用いた検査分析が着目されている。THz波は高い透過率と解像度を併せ持ち、有機物の指紋スペクトルを有することから、食料品や医薬品の非破壊品質検査等の応用が期待されている。一般的な平面型カメラは2次元平面上の画像を得ることに適している。しかしながら,現実的な測定対象は3次元的な曲面形状を持つことが多いものの、3次元曲面形状の撮像に向けては、測定系の大規模化・煩雑化や,測定対象の制限,測定時間の増加などの課題がある。以上を背景として、本研究では、任意の形状の測定対象を,所望の場所で簡便に検査することができる、人の指や手に装着可能な“触診型THz検査グローブ”の創出を目的とする。これにより、今までネックであった測定対象の制限や大規模な測定系を必要としない検査応用の実現が期待できる。当該年度では、センサ材料の性能評価、応用実証の2点を実施した。前者では、検出感度を構成する各種パラメータの物理量を評価した。フェルミ準位を変えながら上述の量を系統的に測定し、物理機構を明らかにした。最終的にそれぞれの量の掛け算によりフェルミ準位の関数としてプロットした。結果的に検出感度の点から最適値を見出すことができた。後者では配管検査に適用し、信号変化をモニターすることで、非破壊で不具合の検知を行うことができた。以上から、触診型THz検査としての応用まで示すことができた。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 6件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] A terahertz video camera patch sheet with an adjustable design based on self‐aligned, 2D, suspended sensor array patterning2021

    • 著者名/発表者名
      Daichi Suzuki, Kou Li, Koji Ishibashi, and Yukio Kawano
    • 雑誌名

      Advanced Functional Materials

      巻: 31 ページ: 2008931

    • DOI

      10.1002/adfm.202008931

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Frequency Tunable Terahertz Plasmonic Structure based on Solid Immersed Method for Sensing2021

    • 著者名/発表者名
      Toshio Sugaya and Yukio Kawano
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 21 ページ: 1419

    • DOI

      10.3390/s21041419

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Series Photothermoelectric Coupling Between Two Composite Materials for a Freely Attachable Broadband Imaging Sheet2021

    • 著者名/発表者名
      Kou Li, Daichi Suzuki, and Yukio Kawano
    • 雑誌名

      Advanced Photonics Research

      巻: 2 ページ: 2000095

    • DOI

      10.1002/adpr.202000095

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Terahertz and Infrared Response Assisted by Heat Localization in Nanoporous Graphene2021

    • 著者名/発表者名
      D. Suzuki, T. Okamoto, J. Li, Y. Ito, T. Fujita, and Y. Kawano
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 173 ページ: 403-409

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2020.10.059

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Robot-assisted, source-camera-coupled multi-view broadband imagers for ubiquitous sensing platform2021

    • 著者名/発表者名
      K. Li, R. Yuasa, R. Utaki, M. Sun, Y. Tokumoto, D. Suzuki, and Y. Kawano
    • 雑誌名

      Nature Communications, accepted for publication

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 共鳴周波数可変型プラズモニックテラヘルツ集光デバイスによる生体分光画像観察2020

    • 著者名/発表者名
      河野行雄
    • 雑誌名

      光学(日本光学会誌)

      巻: 49 ページ: 501-507

  • [学会発表] Subwavelength biological spectroscopy and imaging with frequency-tunable terahertz plasmonic structures2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawano
    • 学会等名
      SPIE International Symposium on Optics and Photonics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 走査型近接場光顕微鏡を用いた光電界ベクトル分布のナノスケール直接観測とその応用2020

    • 著者名/発表者名
      河野 行雄
    • 学会等名
      日本光学会年次大会シンポジウム「光波シンセシスとナノオプティクス」
    • 招待講演
  • [学会発表] フレキシブル広帯域光センサアレイと生体センシング応用2020

    • 著者名/発表者名
      河野 行雄
    • 学会等名
      日本金属学会2020年秋期大会シンポジウム「医用材料・医療機器開発の最前線(Ⅱ)~光を用いる生体情報イメージング~」
    • 招待講演
  • [学会発表] フレキシブル・ウェアラブル広帯域光・テラヘルツカメラと分析検査応用2020

    • 著者名/発表者名
      河野 行雄
    • 学会等名
      レーザ・量子エレクトロニクス研究会 8月研究会「受光素子,変調器,光部品・電子デバイス実装・信頼性,及び一般」
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノカーボンのテラヘルツ・光センシング応用2020

    • 著者名/発表者名
      河野 行雄
    • 学会等名
      フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会 リレーウェビナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Wearable broadband photo-thermoelectric sensor sheet with flexible carbon nanotube thin channel films for passive liquidity monitoring2020

    • 著者名/発表者名
      Kou Li, Yukio Kawano
    • 学会等名
      International Symposium on Imaging, Sensing, and Optical Memory 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] A stretchable wideband photo-thermoelectric wrap scanner sheet for wearable and noninvasive liquid quality monitoring2020

    • 著者名/発表者名
      Ryogo Utaki, Kou Li, Yukio Kawano
    • 学会等名
      45th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves
    • 国際学会
  • [学会発表] A highly-sensitive and highly-integrated flexible broadband imager with 3D printed π-shaped photo-thermoelectric pixel structures2020

    • 著者名/発表者名
      Kou Li, Ryogo Utaki, Meiling Sun, Yukio Kawano
    • 学会等名
      45th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves
    • 国際学会
  • [学会発表] Nondestructive terahertz shape restoration of 3D object with photo source-coupled ultrabroadband carbon nanotubes scanners2020

    • 著者名/発表者名
      Shota Wada, Kou Li, Meiling Sun, Ryogo Utaki, Yukio Kawano
    • 学会等名
      45th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves
    • 国際学会
  • [学会発表] ストレッチャブル広帯域光熱電センサーシートの赤外輻射信号計測によるラベルフリーなパッシブ液質モニタリング2020

    • 著者名/発表者名
      卯滝崚伍、李恒、河野行雄
    • 学会等名
      第36回近赤外フォーラム
  • [学会発表] 簡易3D印刷手法による薄膜カーボンナノチューブフィルムチャネルとBi2Te3化合物との直列∏構造形成及び超高感度光熱起電力型フレキシブルイメージセンサデバイスへの応用2020

    • 著者名/発表者名
      李恒、河野行雄
    • 学会等名
      第17回薄膜材料デバイス研究集会
  • [学会発表] ポリマー・金属多層積層型薄膜カーボンナノチューブフィルムセンサーシートの作製と光熱起電力型撮像性能特性の改善2020

    • 著者名/発表者名
      安井皐、李恒、卯滝崚伍、河野行雄
    • 学会等名
      第17回薄膜材料デバイス研究集会
  • [学会発表] PN接合の直列集積構造によるカーボンナノチューブフィルム型光熱起電力センサーの感度向上および液体検査応用2020

    • 著者名/発表者名
      卯滝崚伍、李恒、河野行雄
    • 学会等名
      第17回薄膜材料デバイス研究集会
  • [学会発表] 高機能マルチビュー電磁波センシング計測に向けたSWCNTフィルムの光熱電物性探求と任意三次元形状に形成可能な薄膜集積パッチシートへの応用2020

    • 著者名/発表者名
      李恒、河野行雄
    • 学会等名
      第47回炭素材料学会年会
  • [学会発表] 光源一体型テラヘルツスキャナーを用いた透過三次元形状復元2020

    • 著者名/発表者名
      和田翔太、李恒、孫美玲、卯滝崚伍、河野行雄
    • 学会等名
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] PN集積単層カーボンナノチューブフィルム型光熱起電力センサーによる黒体輻射検出に基づくパッシブ液体検査2020

    • 著者名/発表者名
      卯滝崚伍、李恒、孫美玲、和田翔太、河野行雄
    • 学会等名
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] Three-Dimensional Shape Reconstruction in Millimeter-Terahertz Wave Regions with Carbon Nanotube Film Array Scanners2020

    • 著者名/発表者名
      Shota Wada, Kou Li, Meilling Sun, Ryogo Utaki, Yukio Kawano
    • 学会等名
      2020 International Topical Meeting on Microwave Photonics
    • 国際学会
  • [学会発表] 湾曲面回転電磁波センシング計測に向けたカーボンナノチューブ薄膜型光熱電パッチシー トスキャナーの設計2020

    • 著者名/発表者名
      古川智也、李恒、河野行雄
    • 学会等名
      第17回薄膜材料デバイス研究集会

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公開日: 2021-12-27  

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