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モデル化の概要および成果 |
本装置は、金属針の先端を原子オーダーにまで先鋭化した近接場プローブと共焦点レーザ顕微鏡、ピエゾステージとイメージ分光器から構成され、金属針プローブ近傍のnmスケール領域でのみ入射光強度が増強される表面増強ラマン効果を用いて数十nmスケールの観察対象からのイメージラマンスペクトルと表面形状を同時測定する新方式ナノ空間顕微分光装置である。従来の近接場光学顕微鏡を用いた顕微ラマン分光法装置では、光ファイバー先端に微小開口を作製した近接場プローブが用いられるが、感度が3桁以上悪く3～4時間の測定を要し機械的ドリフトも起こる。またプローブ先端の開口径は、製造技術が確立されておらず、100～300nm間のバラツキが多いため再現性が低く、安定的に100nm以下の空間分解能を得るのは困難であった。本開発では、 金属プローブ材質・励起波長の最適化、 レーザ照射光学系・分光－検出光学系の最適設計による高効率化及び 近接場プローブ、ピエゾステージ制御、分光スペクトル取得制御ソフトウェアについての検討・装置化により、100nm以下の分解能でのイメージラマンスペクトルと表面形状の同時測定を可能とした。現在、世界的にnmスケールでのイメージラマンスペクトル測定例がほとんど無い状況であり、測定条件の最適化や材料に合った励起条件の探索と最高性能の確認など検討が必要な項目は多いが、従来不可能だった分野への適用の可能性は高く、今後各種材料・新規分野での分析・評価に活用し、有用性を実証していきたい。
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事後評価 |
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モデル化目標の達成度
空間分解能の目標値50nm以下に対し、達成値は～80nm。試料の選択も重要であったが、装置性能の更なる検討も望みたい。他の目標は達成されており評価できる。 |
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知的財産権等の発生
特許１件出願済み。 |
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企業化開発の可能性
開発装置の完成度は相当に高いと考えられる。適用分野によっては実用の域に達しているのではないだろうか。 |
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新産業、新事業創出の期待度
ナノテクノロジー分野の期待される製品である。競合製品も皆無ではないが、XY駆動ステージの位置決め分解能を確保し、コンパクトにまとめ上げれば期待度はかなり高いと考えられる。 |
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評価のまとめ |
空間分解能の目標値は、近々達成されるものと思われる。他の目標は達成されており、開発装置の完成度は相当に高いと考えられる。製品販売の可能性が高い。
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