| 【論文・著書】【口頭発表・講演】【特許】【受賞】 |
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| 光と機能性流体の融合による先端ナノ材料の創製と評価 |
| 齋藤 健一 |
| 【成果の概要】 |
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「研究のねらい」
我々は、パルスレーザーアブレーションと超臨界流体を結びつけ、新規ナノ構造体を創製する手法を世界に先駆けて開発しました。この手法で試料作成すると、ナノ粒子を集積した新しい光物性をもつナノ構造体を創出できます。特に、保護基・保護剤がない表面で自己組織化した集合体であるため、粒子同士の相互作用は直接的で、ナノ構造体の構造変化で顕著な物性変化がおきます。
「実施内容」
さきがけ研究がH17年10月から開始し3年がすぎました。1年目は、レーザーや電子顕微鏡などの装置導入、ならびに方法論の探求にエネルギーを注ぎました。2年目は、金とシリコンのナノ構造体の創製と、それらの構造研究を行いました。3年目は、ナノ構造体の物性・機能に関して研究を行いました。主な成果を以下に記します。
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図1. 超臨界流体中でのレーザーアブレーション
(a)相図, (b) (i), (ii)の状態でのアブレーション模式図 |
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| 「具体的成果」 |
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- 直径20
nmの金ナノ球が真珠のネックレスのように連なる金ナノネックレスが生成した。
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金ナノネックレスは500 nmの金液滴より生成した。液滴の冷却と断片化の分岐比が超臨界流体の密度に依存し、
図2 超臨界CO 2での金のパルスレーザーアブレーションにより得られた金ナノ構造体の電子顕微鏡像。
(a)低圧で生成した金ナノ構造体、(b)高圧で生成した金ナノ構造体、(c) (a)の高分解能像。金ナノネックレスの観測、 (d) (b)の高分解能像。直径500nmの巨大金ナノ球の観測 - 金ナノネックレスは、表面増強効果のホットサイトを数千以上持つ。これを利用することにより、分子数10個程度の少数分子の表面増強ラマンスペクトル(SERS)を、豆電球程度の励起光強度で数秒での測定が可能となった。
- 生成した金ナノ構造体で蛍光色素のラマンスペクトル測定を行ったところ、single-
molecules-Ramanのブリンキングが観測された。
- 近紫外、紫、青、緑、赤に発光するシリコンナノ結晶の創製に成功した。生成条件により発光色が変わり、また発光強度が100倍程変化した。
- 電子プローブマイクロアナライザー、ラマン分光、小角Ｘ線散乱測定、電子顕微鏡測定より、発光するシリコンナノ粒子は、Siコア、SiO2シェルのコアーシェル構造をとっていることが示された。
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【論文・著書】【口頭発表・講演】【特許】【受賞】 |
| 【主な論文・著書】 |
| 著者 |
齋藤健一 |
| 表題 |
光の三原色で発光するシリコンナノ結晶 |
| 発表先 |
機能材料 |
| 掲載日 |
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| 著者 |
齋藤健一 |
| 表題 |
フルカラーで発光するシリコンナノ結晶 |
| 発表先 |
工業材料 |
| 掲載日 |
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| 著者 |
Yoshikata Koga,1 Fumie Sebe,2 Takamasa Minami,2, Keiko Otake,2, Ken-ichi Saitow.,3-6 and Keiko Nishikawa2 |
| 表題 |
Spectrum of Excess Partial Molar Absorptivity: Near Infrared Spectroscopic Study of Aqueous Acetonitrile and Acetone |
| 発表先 |
The Journal of Physical Chemistry B |
| 掲載日 |
2009/8/13 |
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| 著者 |
Daisuke Kajiya and Ken-ichi Saitow |
| 表題 |
Solvation Structure of cis and trans 1,2-Dichloroethylene in Supercritical CO2 Investigated by Raman Spectroscopy and Attractive Energy Calculation |
| 発表先 |
The Journal of Physical Chemistry B |
| 掲載日 |
2009/9/14 |
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| 著者 |
Ken-ichi Saitow, Tomoharu Yamamura |
| 表題 |
Effective Cooling Generates Efficient Emission: Blue, Green, and Red Light-emitting Si Nanocrystals |
| 発表先 |
The Journal of Physical Chemistry C |
| 掲載日 |
2009/4/16 |
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| 著者 |
Ken-ichi Saitow, Tomoharu Yamamura, and Takamasa Minami |
| 表題 |
Gold Nanospheres and Nanonecklaces Generated by Laser Ablation in Supercritical Fluid |
| 発表先 |
The Journal of Physical Chemistry C |
| 掲載日 |
2008/7/7 |
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| 著者 |
Daisuke Kajiya,Yutaka Mouri, and Ken-ichi Saitow |
| 表題 |
Difference of Solute-Solvent Interactions of cis- and trans-1,2-Dichloroethylene in Supercritical CO2 Investigated by Raman Spectroscopy |
| 発表先 |
The Journal of Physical Chemistry B |
| 掲載日 |
2008/7/10 |
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| 著者 |
Ken-ichi Saitowa, Yukito Naitohd, Keisuke Tominaga, and Keitaro Yoshihara |
| 表題 |
Photodissociation of CH2I2 and subsequent electron transfer in solution |
| 発表先 |
Chemistry - An Asian Journal |
| 掲載日 |
2008/4/7 |
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| 著者 |
Keiko Otake, Masahiko Abe, Keiko Nishikawa, Ken-ichi Saitow |
| 表題 |
Development of a Polarized Raman Spectrometer for Supercritical Fluids Having High Critical Points |
| 発表先 |
Japanese Journal of Applied Physics |
| 掲載日 |
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| 著者 |
齋藤健一 |
| 表題 |
分子運動から眺めた超臨界流体の局所構造 |
| 発表先 |
日本高圧力学会会誌 |
| 掲載日 |
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| 【主な発表・講演】 |
| 発表者 |
Ken-ichi Saitow, Tomoharu Yamamura |
| 表題 |
Rapid cooling gives luminescence Si nanocrystals in near-UV to visible region. |
| 発表の場 |
10th International Conference on Laser Ablation (COLA 2009) |
| 発表日 |
2009/11/1 |
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| 発表者 |
Shaoyu Wei, Daisuke Kajiya, Ken-ichi Saitow |
| 表題 |
Ultraviolet and Blue Light-Emitting Silicon Nanocrystal Generated by Laser Ablation in High-Pressure Supercritical Fluid |
| 発表の場 |
10th International Conference on Laser Ablation (COLA 2009) |
| 発表日 |
2009/11/1 |
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| 発表者 |
Yoshikata Koga, Fumie Sebe, Takamasa Minami, KeikoOtake, Ken-ichi Saitow, Keiko Nishikawa |
| 表題 |
Excess Partial Molar Absorptivity in Near Infrared Spectra: An Additional Insight into the Mixing Schemes in Aqueous Acetonitrile and Acetone |
| 発表の場 |
第45回 熱測定討論会 |
| 発表日 |
2009/9/28 |
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| 発表者 |
加治屋大介，齋藤健一 |
| 表題 |
超臨界溶液中での異方的な溶媒和構造の観測 −C2H2Cl2の振動ラマンスペクトル測定とその理論解析− |
| 発表の場 |
第3回分子科学討論会 |
| 発表日 |
2009/9/20 |
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| 発表者 |
荒川美紀，加治屋大介，齋藤健一 |
| 表題 |
金ナノ構造体の表面増強効果を用いた 単一分子共鳴ラマンスペクトルの観測とその検証 |
| 発表の場 |
第3回分子科学討論会 |
| 発表日 |
2009/9/22 |
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| 発表者 |
魏紹禹，加治屋大介，齋藤健一 |
| 表題 |
超臨界流体中でのレーザアブレーションによる青・紫外発光するシリコンナノ結晶の創製 |
| 発表の場 |
第70回 応用物理学会学術講演会 |
| 発表日 |
2009/9/9 |
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| 発表者 |
齋藤健一 |
| 表題 |
光と強結合する無機ハイブリッドナノ構造の光による創製 |
| 発表の場 |
光-分子強結合反応場の創成 第5回シンポジウム |
| 発表日 |
2009/5/9 |
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| 発表者 |
齋藤健一 |
| 表題 |
光でつくるナノ物質 |
| 発表の場 |
第2回分子励起ダイナミックス研究会 |
| 発表日 |
2009/4/11 |
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| 発表者 |
齋藤健一 |
| 表題 |
光・流体・ナノの融合による物質の新機能創出―理学系研究と産学連携の接点― |
| 発表の場 |
第50回 中国四国産学連携化学フォーラム |
| 発表日 |
2009/4/10 |
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| 発表者 |
玉光弘典，山村知玄，加治屋大介，齋藤健一 |
| 表題 |
光の三原色で発光するシリコンナノ結晶―Si/SiO2コアシェル構造で光励起されたキャリアーの緩和過程― |
| 発表の場 |
日本化学会第89/春季年会(2009) |
| 発表日 |
2009/3/27 |
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| 発表者 |
岡本睦功，矢野陽子，加治屋大介，齋藤健一 |
| 表題 |
超臨界流体中での強光子場反応により生成した金ナノネットワークのフラクタル次元 |
| 発表の場 |
日本化学会第89/春季年会(2009) |
| 発表日 |
2009/3/29 |
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| 発表者 |
荒川美紀，加治屋大介，齋藤健一 |
| 表題 |
蛍光色素の単一分子共鳴ラマンスペクトル測定の試み―保護剤フリーの金ナノ構造体を用いた表面増強効果― |
| 発表の場 |
日本化学会第89/春季年会(2009) |
| 発表日 |
2009/3/29 |
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| 発表者 |
山村知玄，加治屋大介，齋藤健一 |
| 表題 |
光の三原色で発光するシリコンナノ結晶の創製とその発光メカニズム |
| 発表の場 |
日本化学会第89/春季年会(2009) |
| 発表日 |
2009/3/28 |
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| 発表者 |
齋藤健一 |
| 表題 |
超臨界流体中でのレーザーアブレーションによる新規ナノ構造体の創出 |
| 発表の場 |
光―分子強結合反応場の創成 第四回シンポジウム |
| 発表日 |
2009/1/25 |
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| 発表者 |
岡本睦功，矢野陽子，井上勝晶，齋藤健一 |
| 表題 |
超臨界流体中での強光子場反応で創製した金ナノ構造体のフラクタル次元解析 |
| 発表の場 |
日本化学会西日本大会 |
| 発表日 |
2008/11/16 |
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| 発表者 |
加治屋大介，齋藤健一 |
| 表題 |
超臨界流体中におけるcis-スチルベンの溶質-溶媒間相互作用 〜振動ラマンスペクトルの解析による引力・斥力エネルギーの密度依存性 〜 |
| 発表の場 |
第2回分子科学討論会 |
| 発表日 |
2008/9/26 |
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| 発表者 |
山村知玄，加治屋大介，齋藤健一 |
| 表題 |
光の三原色で発光するシリコンナノ結晶の創製―超臨界流体中での強光子場反応― |
| 発表の場 |
第2回分子科学討論会 |
| 発表日 |
2008/9/25 |
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| 発表者 |
荒川美紀，加治屋大介，齋藤健一 |
| 表題 |
金ナノネックレスに吸着したMalachite GreenのSERS測定と増強度算出 |
| 発表の場 |
第2回分子科学討論会 |
| 発表日 |
2008/9/24 |
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| 発表者 |
齋藤健一 |
| 表題 |
超臨界流体中でのレーザーアブレーションによる新規ナノ構造体の創出 |
| 発表の場 |
光―分子強結合反応場の創成 第三回シンポジウム |
| 発表日 |
2008/6/27 |
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| 発表者 |
齋藤健一，荒川美紀，加治屋大介 |
| 表題 |
金ナノネックレスに吸着した極微量蛍光分子の表面増強ラマンスペクトル |
| 発表の場 |
日本化学会第88/春季年会(2008) |
| 発表日 |
2008/3/29 |
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| 発表者 |
岡本睦功，加治屋大介，齋藤健一 |
| 表題 |
超臨界ＣＨＦ3中でのレーザーアブレーションによる金ナノ構造体の創製と密度による顕著な構造変化の観測 |
| 発表の場 |
日本化学会第88春季年会(2008) |
| 発表日 |
2008/3/29 |
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| 発表者 |
山村知玄，加治屋大介，齋藤健一 |
| 表題 |
超臨界流体中での単結晶シリコンのパルスレーザー照射により創製した緑・赤色発光シリコンナノ結晶 |
| 発表の場 |
日本化学会第88春季年会(2008) |
| 発表日 |
2008/3/29 |
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| 発表者 |
山村知玄，加治屋大介，齋藤健一 |
| 表題 |
緑・赤で発光するシリコンナノ結晶の創製とその発光強度 |
| 発表の場 |
第4回ナノ・バイオ・インフォ化学シンポジウム |
| 発表日 |
2007/12/2 |
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| 発表者 |
荒川美紀，加治屋大介，齋藤健一 |
| 表題 |
金ナノネックレスを用いた極微量蛍光分子のラマンスペクトル測定 |
| 発表の場 |
第4回ナノ・バイオ・インフォ化学シンポジウム |
| 発表日 |
2007/12/1 |
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| 発表者 |
Daisuke Kajiya, Ken-ichi Saitow |
| 表題 |
Solvent Dependence of Attractive and Repulsive Interactions in Supercritical Solution: Raman Spectroscopy and Perturbed Hard-sphere Theory for C2H2Cl2 |
| 発表の場 |
Joint Conference of JMLG/EMLG Meeting 2007 and 30th Symposium on Solution Chemistry of Japan |
| 発表日 |
2007/11/23 |
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| 発表者 |
齋藤健一 |
| 表題 |
光・流体・ナノの融合による物質の新機能開拓 |
| 発表の場 |
平成19年度ナノマテリアル研究交流会 |
| 発表日 |
2007/11/21 |
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| 発表者 |
Ken-ichi Saitow, Tomoharu Yamamura, Takamasa Minami |
| 表題 |
Laser ablation of gold in supercritical fluid generates nanonetwork and huge nanosphere |
| 発表の場 |
9th International Conference of Laser Ablation |
| 発表日 |
2007/9/25 |
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| 発表者 |
山村知玄，加治屋大介，齋藤健一 |
| 表題 |
可視領域で発光するシリコンナノ結晶・ネットワーク構造の創製とその光物性・構造観測 |
| 発表の場 |
第1回分子科学討論会 |
| 発表日 |
2007/9/20 |
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| 発表者 |
荒川美紀，加治屋大介，齋藤健一 |
| 表題 |
金ナノネックレスの創製とその表面増強効果の解明 |
| 発表の場 |
第1回分子科学討論会 |
| 発表日 |
2007/9/20 |
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| 発表者 |
加治屋大介，齋藤健一 |
| 表題 |
超臨界溶液中での引力・斥力エネルギーの溶媒依存性〜 1,2−ジクロロエチレンのラマン分光測定とその解析 〜 |
| 発表の場 |
第1回分子科学討論会 |
| 発表日 |
2007/9/18 |
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| 発表者 |
齋藤健一，南孝将，山村知玄，加治屋大介 |
| 表題 |
金ナノネックレスと巨大金ナノ球の創製とその生成メカニズム |
| 発表の場 |
第1回分子科学討論会 |
| 発表日 |
2007/9/17 |
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| 発表者 |
魏紹禹，加治屋大介，齋藤健一 |
| 表題 |
Development of time-resolved absorption spectrometer to observe nano-sized particles fabricated by intense laser irradiation in supercritical fluid |
| 発表の場 |
第1回分子科学討論会 |
| 発表日 |
2007/9/17 |
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| 発表者 |
齋藤健一，南孝将，山村知玄 |
| 表題 |
超臨界流体中でのパルスレーザー照射による金ナノ球・ナノネットワークの生成 |
| 発表の場 |
ナノ学会第5回大会 |
| 発表日 |
2007/5/21 |
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| 発表者 |
齋藤健一，南孝将，山村知玄 |
| 表題 |
超臨界流体中でのレーザーアブレーションにより生成する金ナノ粒子の生成メカニズム |
| 発表の場 |
日本化学会第87春季年会(2007) |
| 発表日 |
2007/3/27 |
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| 発表者 |
山村知玄，齋藤健一 |
| 表題 |
超臨界流体中でのレーザーアブレーションによる巨大金ナノ球の創製 |
| 発表の場 |
日本化学会第87春季年会(2007) |
| 発表日 |
2007/3/27 |
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| 発表者 |
齋藤健一 |
| 表題 |
強光子場と超臨界流体を用いたナノ物質の創製 |
| 発表の場 |
先進機能物質研究センター 第1回研究会 |
| 発表日 |
2006/12/22 |
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| 発表者 |
Ken-ichi Saitow |
| 表題 |
Advanced Nanomaterials Fabricated by Laser Ablation in Supercritical Fluid |
| 発表の場 |
ＪＡＰＡＮ ＮＡＮＯ 2007 |
| 発表日 |
2006/12/20 |
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| 発表者 |
山村知玄，南孝将，齋藤健一 |
| 表題 |
超臨界流体中でのレーザーアブレーションで創製した金ナノ粒子の形状・サイズ分布 |
| 発表の場 |
分子構造総合討論会2006 |
| 発表日 |
2006/9/22 |
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| 発表者 |
南孝将，齋藤健一 |
| 表題 |
超臨界流体中でのレーザーアブレーションによる金ナノ粒子の創製 −粒子間ネットワーク構造の密度・温度依存性− |
| 発表の場 |
分子構造総合討論会2006 |
| 発表日 |
2006/9/22 |
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| 発表者 |
齋藤健一 |
| 表題 |
強光子場と超臨界流体で創るナノ材料 |
| 発表の場 |
第4回 未来材料研究会 |
| 発表日 |
2006/3/3 |
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| 発表者 |
Ken-ichi Saitow |
| 表題 |
Selective fabrication of nanomaterials by laser ablation in supercritical fluid |
| 発表の場 |
PACIFICHEM 2005 |
| 発表日 |
2005/12/19 |
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| 発表者 |
Takamasa Minami, Keita Kobayashi, Ken-ichi Saitow |
| 表題 |
Clusters of water molecule in solutions to supercritical state investigated by near infrared absorption spectroscopy |
| 発表の場 |
PACIFICHEM 2005 |
| 発表日 |
2005/12/18 |
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| 発表者 |
Keiko Otake, Keiko Nishikawa, Ken-ichi Saitow |
| 表題 |
Density dependence of polarized and depolarized Raman spectra of supercritical cyclohexane |
| 発表の場 |
PACIFICHEM 2005 |
| 発表日 |
2005/12/16 |
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| 発表者 |
南孝将、齋藤健一 |
| 表題 |
超臨界流体中でのレーザーアブレーションによる金ナノ粒子の選択的生成 |
| 発表の場 |
第2回 ナノテク・バイオ・インフォ化学シンポジウム |
| 発表日 |
2005/11/27 |
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| 【特許】 |
発明の
名称 |
発光粉体，その製造方法，発光粉体を用いた発光素子，発光素子の製造方法および発光粉体の製造装置 |
| 出願番号 |
ＰＣＴ／ＪＰ２００９／００２５９６ |
| 発明者 |
齋藤健一，山村知玄 |
| 出願人 |
広島大学 |
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| 【受賞】 |
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