2014 Fiscal Year Annual Research Report
半導体デバイスを応用した分析チップ用高解像度化学イメージングシステム
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14F04037
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
吉信 達夫 東北大学, 大学院医工学研究科, 教授 (30243265)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
WERNER Carl Frederik 東北大学, 大学院医工学研究科, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | 化学センサ / LAPS / 化学イメージセンサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、LAPSと呼ばれる半導体センサを応用した化学イメージングシステムと、微小流体デバイスを組み合わせて新しい化学分析システムを開発しようとするものであり、本年度は以下の結果を得た。
まず、化学イメージセンサの各ピクセルからの読み出しにパルス状の光を用いる「高速パルスLAPS」の原理実証実験を行うため、ハードウェアおよびソフトウェアの開発を行った。LAPSにおいては光照射位置で生成されたフォトキャリアが横方向に拡散することによって面内空間分解能が低下することがわかっているが、従来の連続的な変調光照射に替えてパルス状の光照射を行い、パルスに対する光電流応答を時間分解測定して遅延成分を取り除くことによって、空間分解能が向上することが期待される。このために必要な光照射系および測定系を設計・試作し、高速パルスLAPSの基本動作について確認を行った。その結果、この測定系の構成において、光電流信号の時間分解測定を行うことができ、その積分値をバイアス電流に対してプロットすることによって、通常のLAPS測定と同様のI-V特性曲線が得られ、さらにセンサ面と接する溶液のpHに依存してI-V特性曲線がバイアス電圧軸方向にシフトすること、すなわちpH感度を有することが確認できた。
さらに、今後、空間分解能の向上を確認するための実験系の設計・製作および、マイクロ流路と組み合わせるための基本的なデザインを行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の着眼点の１つである、パルス光照射に対するLAPSの信号電流の時間分解測定が可能な測定系を試作し、空間分解能の実験を行う準備が整った。
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| Strategy for Future Research Activity |
時間分解測定による空間分解能向上の効果について、キャリア拡散を考慮した物理モデルによるシミュレーションとの比較を行う予定である。
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