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2016 年度 実績報告書

ナノ構造物のフォノン輸送を用いた革新的バイオセンサーの創成

研究課題

研究課題/領域番号 26286035
研究機関大阪大学

研究代表者

平尾 雅彦  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (80112027)

研究分担者 草部 浩一  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (10262164)
中村 暢伴  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (50452404)
荻 博次  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (90252626)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードフォノン / フェムト秒レーザー / バイオセンサー / ナノ構造体 / 多チャンネル
研究実績の概要

フェムト秒パルスレーザーを用いて、ポンプ・プローブ超高速フォノン輸送計測を行うための光学システムを構築した。顕微鏡機能を融合し、2μm程度の領域にポンプ光を照射し、別の局所領域にプローブ光を照射して、ポンプ光から輸送されるフォノンを計測することができるシステムとした。ミラー制御により、プローブ光の検出位置を視野内で移動させることができるシステムである。電子線リソグラフィにより、石英ガラス基板上に、特殊なナノワイヤーパターンを作成し、このパターンに沿って伝搬するフォノンモードを観測することに成功した。また、石英ガラス基板上に、電子線リソグラフィにより、数千個のナノプレートを作成し、プレート上側に溶液層を接触させ、個々のプレート内においてフォノンを励起し、それが溶液層へ輸送される過程を観測する実験を行うことに成功した。そして、ナノプレート上に固定化したレセプタによって、溶液層中の標的タンパク質を補足した。この過程を、フォノン輸送現象への影響として捉えることに成功した。さらに、フォノン輸送現象に対する理論解析を行い、タンパク質を介してフォノンのエネルギが溶液側へ輸送される現象の基本的な理解を可能とするモデルを構築した。また、こういった輸送現象が、近接するナノプレート間において独立に発生することを実験的に確認し、プレートごとに異なるレセプタを固定化して、多チャンネル計測を行うことにも成功した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

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公開日: 2018-01-16  

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