| 研究課題/領域番号 |
22K18688
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
相川 清隆 東京工業大学, 理学院, 准教授 (10759450)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| キーワード | ナノ粒子 / オプトメカニクス / 量子光学 |
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| 研究実績の概要 |
浮揚させた単一ナノ粒子に対する研究は、主にナノ粒子の重心運動に着目する形で進められてきたが、近年の研究により、ほぼ球形と考えられるナノ粒子であっても、その形状に依存した回転運動を行うことがわかってきており、その形状の観測が重要な意義を持つ。
そこで、本研究では、捕捉された単一ナノ粒子の形状を顕微観測するため、ナノ粒子に対して電子線を照射し、その際に散乱された電子を観測することを当初の目標として研究を進めた。実験および理論の両面から検討を進めた結果、装置内の光学部品等に残留する電場や磁場の影響が大きいことが判明したことから、それらの影響を非常に強く受ける電子より、質量が大きく、残留電磁場の影響を受けにくい原子イオンを照射する方が実現可能性が高いと結論した。さらに、原子種についても検討を進め、原子イオンの観測手段として、イオン検出のためのMCPだけでなく、原子による光散乱も有効であるとの結論を得た。さらに、観測のための光源やカメラなどの技術的な観点からの検討を行い、最適な原子種を確定することができた。
浮揚ナノ粒子に対する形状観測は、全く前例のない研究であることから、どのような手段が最適であるか、慎重な検討が求められる。今回得られた成果は、今後、装置の製作を進め、研究を推進する上で基盤をなす重要なものである。
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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
当初は電子線による顕微鏡の実現を想定していたが、装置内の残留電磁場が大きく、これを完全に除去するのは困難であることが判明したことから、残留電磁場の影響を受けやすい電子線より、原子イオン線を照射する方が適切であると結論した。そのため、当初予定よりやや遅れている。
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| 今後の研究の推進方策 |
原子イオン源や原子イオンを観測するための光源および光学系の作成を進める。その上で、ナノ粒子に対して原子イオンを照射する実験に取り組む。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
実験装置内の状態について詳しく調べた結果、残留電磁場が大きいことが判明し、これを完全に除去することは困難であることから、当初想定していた電子線に基づく観測手法が適切でないと結論した。そのため、電子線に関連する装置の購入を見送ることとし、代わって原子イオン線に基づいた装置の検討を進めた。これらの作業の結果、2022年度は当初想定した予算を使用せず、次年度に使用することとした。
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