| 研究課題/領域番号 |
20K20533
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| 研究機関 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
菅 哲朗 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (30504815)
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| 研究分担者 |
瀧 真清 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (70362952)
岩瀬 英治 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70436559)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| キーワード | SPR / MEMS / Electrical detection |
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| 研究実績の概要 |
本研究は環境中の不可視なウイルスをリアルタイム検出する技術の実現を目的とする。このために、ラベルフリーで化学量計測が可能なプラズモニック半導体センサの研究を進め、ウイルスを高感度かつ選択的に検出する方法を実現する。センサを小型可搬にしてウイルスをその場認識可能とし、安全な生活環境の実現に貢献する技術を提供する。2020年度の取り組みでは、、プラズモニック半導体センサの研究を進める上で重要となる、回折格子による効率的な背面照射による表面プラズモン励起構造の実現に取り組んだ。結果として、はSU-8を材料としたポリマー基板内部に、シリコン製のナノ回折格子を埋め込む構造を試作し、この構造上で背面照射により理論と整合する共鳴が得られた。ただし、プロセスの難度が非常に高いものであるため、より簡易的に試作可能な方法を2021年度に探索した。数値計算方法（RCWA法）の探索により、背面からの照射に対する良好な共鳴、そして、センサ面の屈折率変化に対して適切な共鳴シフトを示す有望構造が抽出された。2021年度末に、背面照射による応答測定は検証途上にあるが、表面側（試料面）側からの光照射によるSPR励起は確認しており、同時に応答の電流測定にも成功していた。そこで、2022年度は背面照射からのSPR励起の確認、水試料に対するSPR応答の電流測定、及び、すでに電流測定が成功している表面からの光照射によるSPR励起のシステム化を進めた。背面照射については、RCWAで導出した形状を再現よく試作できたが、表面の屈折率変化の測定までは達成できなかった。一方で、表面照射のデバイスについては、表面への化学物質の固定をした際の応答測定が可能であることが確認できた。これにより、プラズモニック半導体センサを、実際の化学量測定に適用可能であることが判明し、当初の目的をおおむね達成できたといえる。
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