熱ゆらぎ高速AFMによる構造物性可視化技術の開発

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K18883
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分28:ナノマイクロ科学およびその関連分野
• 研究機関: 福岡大学
• 研究代表者: 山本 大輔 福岡大学, 理学部, 教授 (80377902)
• 研究期間 (年度): 2021-07-09 – 2024-03-31
• キーワード: 走査プローブ顕微鏡 / 原子間力顕微鏡 / カンチレバー / 構造物性

研究成果の概要

原子間力顕微鏡カンチレバーの熱揺らぎに含まれる物理量を利用してナノ構造物性を可視化する技術の開発を行った。カンチレバーの熱揺らぎの大きさ、速度揺らぎ、たわみ量からエントロピーカーブを生成し、構造物性評価を試みた。しかしながら、現状では重要な熱力学量であるエントロピーを完全に再構成することができなかった。一方、カンチレバーの速度揺らぎを用いたイメージングでは高いコントラストで画像を得ることができた。

自由記述の分野

生物物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

原子間力顕微鏡はナノメートルスケールの大きさをもつ試料を水溶液中で観察が可能な装置であり、タンパク質などの生体分子の観察に広く用いられている。測定にはカンチレバーと呼ばれる微小な板バネが用いられる。観察時に生じるカンチレバーの熱的な挙動の変化を捉え、画像化することに成功した。これにより、これまで検出することができなかった構造物性の可視化につながり、原子間力顕微鏡を用いた研究手法の発展に寄与することができる。