2017 Fiscal Year Research-status Report
表面増強効果による１回反射ATR-FTIRの高感度化とその応用
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17K06131
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
多川 則男 関西大学, システム理工学部, 教授 (50298840)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | トライボロジ / ナノ材料 / 表面増強プラズモン / ラマン分析 / FTIR |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２９年度は表面プラズモンによる表面増強効果を確認するため、まずこれまで開発を行ってきたプラズモンレンズを用いて摩擦面の表面増強ラマン分析を詳細に行った。回転式ボールオンディスク試験機および潤滑油はPAOおよびPAO+ZnDTPの２種類を用いて、摩擦試験を行い、その摩耗痕をXPS、通常のラマン分析、プラズモンレンズを使用したラマン分析、それぞれの手法を用いて分析解析した。その結果、通常のラマン分析では検出不可能なトライボ反応膜がプラズモンレンズを用いたラマン分析では検出することができることが分かった。すなわち、ZnDTPをPAOに添加した場合は、トライボ反応膜起因のP-O-P結合や硫化鉄などを生成することを確認することができた。従ってXPSなどの手法を使用しなくともプラズモンレンズを併用した簡単なラマン分析でトライボ反応膜が解析できることが明らかとなり、表面プラズモンによる表面増強効果は極めて有効であることが分かった。
また同時にATR結晶であるゲルマニウム（Ge)結晶表面にPFPEモノマーを塗布して表面エネルギーを低下させ、そこに銀（Ag)薄膜を蒸着する基礎実験を行った。そして表面モルフォロジーを調べ、島状Ag薄膜ができているかどうかを調査しながら、その成膜プロセスを決定する基礎検討を推進した。
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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
表面プラズモンによる表面増強効果を確認することができたとともに、ATR-FTIRの高感度化を実現するための基礎として、Ge結晶表面に島状AG薄膜を形成する基礎検討を行った。まだ明確な成膜条件は導出できていないが、基礎検討レベルは終了している。
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| Strategy for Future Research Activity |
島状Ag薄膜の成膜プロセスを早急に固めるとともに、ATR結晶の再利用方法に関しても検討を進める。
さらに、作成したATR結晶のサンプルに押し付ける荷重調整機構の開発を鋭意進めることにより、トライボ反応膜が観察できるレベルまで研究を推進する予定である。
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| Causes of Carryover |
今年度は表面プラズモンによる表面増強効果がラマン分析に極めて有効であることを詳細に確認することで、FT-IR用のプラズモン島状Ag薄膜の成膜プロセスに関する基礎検討においては、消耗品の発注が予定より少なくなるとともに、その費用（ATR結晶やAgワイヤ、Ge基板など）も見積もりより若干低くなった。そのため、次年度使用額が生じた。今年度はその金額も消耗品費に加えて、プロセス確立に向けてATR結晶やGe基板など必要となるものを発注し、研究を加速して進める予定である。
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