2020 Fiscal Year Annual Research Report
１０００万画素の高精細イメージングを実現する半導体化学センサプラットフォーム
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17H03074
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
吉信 達夫 東北大学, 医工学研究科, 教授 (30243265)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮本 浩一郎 東北大学, 工学研究科, 准教授 (70447142)
WERNER Frederik 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 助教 (90791434)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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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、1000万画素の解像度と10ミクロンの空間分解能でイオンや分子の濃度分布を画像化できる半導体化学イメージセンサシステムの開発を目的として実施した。前年度までに行った研究にもとづいて、空間分解能を向上させるためのいくつかの方式（定常光照射によるフォトキャリアの拡散抑制、光ファイバとボールレンズを組み合わせた光学系によるプローブ光の集光、半導体層の薄層化、過渡電流の解析）のそれぞれについて長所・短所を明らかにし、これらの方式に基づいた測定システムを試作した。また、複数光源を用いた多点同時測定による動画測定システムを試作・小型化し、センサ面上にパターニングされたイオン感応膜によって水素イオン、Kイオン、Naイオンの拡散の可視化に成功した。
さらに本研究で開発した化学イメージセンサシステムの応用分野を探索するため、無機材料から生物試料までさまざまな対象への適用を試みた。例えば、鋼材表面の腐食研究への応用では、電気化学測定とpHイメージングを同時に行うことにより、腐食の発生・進展から再不働態化に至る過程を詳細に観察することができた。微生物検出への応用では、1枚のセンサ表面上にマイクロ流路で接続された多数の培養チャンバを設け、分注された試料のpH変化から菌数を計測することに成功した。
本研究の成果をもとに、今後、測定対象イオン・分子の種類を増やすことにより、化学イメージセンサシステムの応用分野をさらに広げることができると期待される。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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