| 研究課題/領域番号 |
26620073
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| 研究機関 | 青山学院大学 |
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研究代表者 |
阿部 二朗 青山学院大学, 理工学部, 教授 (70211703)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 光物性 |
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| 研究実績の概要 |
本挑戦的萌芽研究は、磁気浮上グラファイトの運動光制御の機能開拓を目指すものであり、光エネルギー変換や光アクチュエータへの応用を目的としている。
円筒ネオジム磁石上に磁気浮上したグラファイト円板の光回転運動は、光照射によるグラファイトの反磁性磁化率の変化と重力の均衡破壊に起因しており、光照射部位、磁場の空間分布、磁石の傾斜などを最適化することで、グラファイト円板の光回転運動の高速化が可能である。さらに、光回転運動の効率向上には照射光強度や波長が重要であり、微弱な光で回転速度を高速化するためには光照射条件の最適化が求められる。そこで、光回転運動の効率向上を目的として、光照射部位、および磁場の空間分布や方向について詳細な検討を行った。円筒ネオジム磁石をゴニオステージ、Ｘステージを組み合わせた光学ステージ上に設置し、重力方向に対する磁石の傾斜や、グラファイト円板への光照射位置を種々変化させて光回転運動を解析したところ、直径10 mmのグラファイト円板の中心から0.6 mm、磁石の傾斜角度4°の条件において最大回転数が得られることを見いだした。
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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
研究開始時には、光アクチュエータや光エネルギー変換システムへの応用を目指していたが、グラファイト円板の大面積化が難しく、当初期待していた大きな起電力を得ることは難しいため、今後は光アクチュエータの開発に集中する。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在までは、グラファイトが持つ光熱変換特性を利用して、光照射による熱励起電子の生成による磁化率変化だけを利用してきたが、今後は光に対して高速かつ高感度に応答する光応答型磁気浮上センサーを構築するために、反磁性安定種に光照射すると常磁性過渡種を可逆的に生成するラジカル解離型高速フォトクロミック分子も併せて利用する。この２年間にマイクロ秒からミリ秒の応答時間を持つラジカル解離型高速フォトクロミック分子の開発に成功しており、グラファイト表面に分子集積体を薄膜化することで、高速光応答型磁気浮上センサーの構築を目指す。
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