革新機器の詳細

■高性能小型マルチターン飛行時間型質量分析計

(開発リーダー:理学研究科 野末 泰夫教授 ・豊田 岐聡教授)
同一飛行空間を複数回周回させることで、長い飛行距離を得て、小型でありながら高い質量分解能を達成することができるマルチターン飛行時間型質量分析計MULTUMが開発された。本プロジェクトでは、MALDIイオン源(UV-MALDI:1台、IR-MALDI:1台)とESIイオン源(1台)を搭載した装置の計3台が製作された。IR-MALDI用のレーザーは、分子の振動励起により、紫外(355nm)MALDIでイオン化が困難な分子のソフトなイオン化が可能である。MULTUM部は、質量分解能3万以上が達成できる。 また、二次曲線場イオンミラーにより、全質量範囲のプロダクトを分解能1000以上で同時に検出可能である。

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■全固体真空紫外レーザーによる超微細加工装置

(開発リーダー:工学研究科 森 勇介教授)
独自の高品質結晶作製技術と安定動作環境条件を応用して、高出力レーザー光源(全固体真空紫外レーザー)が開発された。これにより多チャンネルレーザー加工光学系が構築でき、共同利用設備としての汎用性が高い装置が完成された。また、加工ステージ部では、高速・精密位置制御が可能なレーザー走査系が整備された。本レーザー加工機の特徴である多波長性を活用し、超硬合金への微細加工の検討等が行われた。短波長光では熱溶解が顕著な赤外光の加工とも異なるため、紫外レーザーの加工は将来の微細加工に適していると考えられる。今後は、波長変換による出力低下と加工性能向上の利点を総合的に考え、依頼企業に対して光源の短波長化の実用性や将来性について提言することを予定している。

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■単一分子化学反応時間空間分解測定装置

(開発リーダー:産業科学研究所 真嶋 哲朗教授)
本装置は、単一分子の化学反応過程を明らかにすることを目的とした研究に活用することを想定し、単一分子より生じる蛍光を世界最高レベルの50~100ピコ秒以下の時間分解能・10ナノメートルの空間分解能で測定できるよう開発された。バイオ医療、ナノテクノロジー分野のニーズに応えるため、生体分子からナノ材料にわたる試料に対応でき、また、温度や電場などの様々な測定条件に適用できる複合型システムとなっている。

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■STM-SQUID磁気顕微鏡

(開発リーダー:基礎工学研究科 糸﨑 秀夫教授)
本プロジェクトでは、高い空間分解能を有する走査トンネル顕微鏡(STM: Scanning Tunneling Microscope)と高い磁場感度を有する超伝導量子干渉素子(SQUID: Superconducting Quantum Interference Device)を組み合わせて、磁性材料の微細な磁気構造を観測するためのSTM-SQUID磁気顕微鏡が開発された。室温大気中の試料の磁場像を測定できる測定部Aと試料を温度変調して真空中で測定する測定部Bの2台のシステムが開発された。開発した装置は、ユーザーが使いやすくなるように改良され、サブミクロンオーダーの分解能で磁性材料の磁場像を観測することが可能である。

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■超精密THz赤外分光用の標準周波数スケールコム

(開発リーダー:基礎工学研究科 荒木 勉教授)
本プロジェクトでは、高スペクトル分解能・高スペクトル確度・広帯域と三拍子のそろったTHzコム分光装置が開発された。本装置は、THz発生及びTHz検出に、光ファイバー結合型光伝導アンテナを用いることにより、レーザー自由空間光学系を排除し、メンテナンスフリー・安定・ロバスト・フレキシブルといった特徴を実現している。

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■走査型電子線誘起超音波顕微鏡(SEAM)

(開発リーダー:工学研究科 澁谷 陽二教授)
走査型電子顕微鏡(SEM)の利点と面内分解能を活かしつつ、表面観察視野直下の内部非破壊観察を可能にする手法として、走査型電子線誘起超音波顕微鏡(SEAM、通称“熱波SEM”)が開発された。さらに、本装置の開発では、高周波特性に優れた増幅回路の設計と圧電素子とのインピーダンスマッチングの改良による高分解能化、リアルタイムでのデジタルロックイン処理システムの開発を目指し、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPGA)を用いたアルゴリズムの開発が行われた。また、移動可搬性を追求したポーダブルタイプの開発が行われた。ある一定期間、非破壊観察のためにSEAMを移動させ、その場所で継続的な観察を可能にする装置を目指している。

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■精密弾性定数測定システム

(開発リーダー:基礎工学研究科 平尾 雅彦教授)
本装置開発において、2台のフェムト秒レーザーを同期させ、ナノメートルオーダー~ミクロンオーダーの微小構造物の弾性定数を高精度に計測するシステムが開発された。このシステムはバンド幅可変、高温・高圧計測への応用可能という性能を有しており、ナノサイエンスのさらなる進展に貢献すると考えている。

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