マイクロカンチレバープローブの非線形振幅制御と完全非接触ナノバイオセンシング

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22360096
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械力学・制御
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 藪野 浩司 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (60241791)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: ホップ分岐 / マイクロカンチレバー / 分岐現象 / 原子間力顕微鏡 / 振幅制御 / 生体試料観察 / 自励振動 / 非綿形制御

研究概要

探針(カンチレバー)先端と測定対象に働く原子間力の変化から、物質の表面形状をナノメータスケールで測定できることが知られている。生体試料の測定においては、カンチレバーの振動振幅を微小な値にコントロールし、生体試料への接触を避ける必要がある。その実現に向けて新しい視点にたった(システムの非線形性を積極的に利用する)制御法を理論的に提案し、実験によってその性能検証を行い、非接触ナノバイオセンシングの基礎的な方法を確立した。

研究成果

• [雑誌論文] Van der Pol-type Self-Excited Microcantilever Probe for Atomic Force Microscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Yabuno, H., Kuroda, M.,Someya, T., Nishimura, K., Hayashi, K., and Ashida, K
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 50-7 ページ: 076601.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Noncontact Observation with van der Pol-type Self-excited FM-AFM in Liquid
  • 著者名/発表者名: Kuroda, M., Yabuno, H.,and Someya, T.
  • 雑誌名: Nonlinear Theory and Its Applications
  • 査読あり
• [学会発表] Experimental Investigation of Analysis and Control of Nonlinear Systems (2012)
  • 著者名/発表者名: Yabuno, H.
  • 学会等名: Symposium on Nonlinear Dynamics; Multidisciplinary and Interdisciplinary Applications
  • 発表場所: Belgrade Serbia
  • 年月日: 2012-10-01
• [学会発表] Response Amplitude of Nonlinear Self-excited Microcantilever Probe (2012)
  • 著者名/発表者名: Kasakawa,M., Kuroda, M. Yabuno, H.,M
  • 学会等名: ICTAM2102
  • 発表場所: Beijing.
  • 年月日: 2012-08-21
• [学会発表] AFM プローブカンチレバーの運動と制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 黒田雅治
  • 学会等名: 「走査プローブ顕微鏡」セミナー(オーラル)
  • 発表場所: 産総研
  • 年月日: 2012-01-17
• [学会発表] Amplitude Control of van der Pol-type Self-excited Microcantilever Probe in AFM using Nonlinear Feedback (2011)
  • 著者名/発表者名: 高原義裕,笠川政孝,黒田雅治,藪野浩司,芦田 極
  • 学会等名: 非線形理論とその応用に関する京都ワークショップ (ポスター)
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2011-11-30
• [学会発表] 非線形自励発振するマイクロカンチレバープローブの応答振幅 (2011)
  • 著者名/発表者名: 笠川政孝,藪野浩司,黒田雅治,芦 田 極 ,高原義裕
  • 学会等名: 第3回マイクロ・ナノ工学シンポジウム(ポスター)
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京)
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] 非線形フィードバックによる FM-AFM 用マイクロカンチレバープローブの振幅制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 黒田雅治,高原義裕,藪野浩司
  • 学会等名: 日本機械学会2011 年度年次大会(オーラル)
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2011-09-14
• [図書] Contact to Sample Surface by Self-excited Micro-cantilever Probe in AFM (2011)
  • 著者名/発表者名: Yabuno, H. Kuroda, M., and Someya, T
  • 総ページ数: 27-33
  • 出版者: Proc. IUTAM Symposium on Dynamics Modeling and Interaction Control in Virtual and Real Environment