富取研究室へようこそ
Welcome to Tomitori Lab.
北陸先端科学技術大学院大学 マテリアルサイエンス研究科
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高性能顕微鏡で拓くナノの世界





      更新履歴      






 お知らせ 


◇野上真君の研究成果がAPEX誌にSPOTLIGHTSに選ばれ、掲載されました。
非接触原子間力顕微鏡にチャージアンプを組み合わせ、容量と接触電位差を原子分解能で計測する新手法開拓です。 こちらからご覧いただけます>


 

 映像による紹介

富取研究室の紹介 ・応用物理学領域の紹介

JAISTキャンパス空撮  produced & edited by M. Tomitori
JAIST図書館空撮    produced & edited by M. Tomitori


 

 私たちが目指すこと・・・


◇富取研究室では、単原子・単分子スケールの物理・化学現象の解析や原子・分子操作、ナノサイエンスに、最先端の走査型プローブ顕微鏡(Scanning Probe Microscope、SPM)技術を用いて挑みます。
◇1分子・1原子の単位で物質を制御・構築し、物質の高機能化や高集積化、さらには全く新しい機能の創製を目指すのが、ナノテクノロジーです。それを支えている科学をナノサイエンスと呼びます。 私たちの研究室で取り組んでいる固体表面・界面を舞台としたナノサイエンス・ナノテクノロジーは、電気・電子デバイス、触媒、電極、生体適合材料などに応用され、いまや私たちの生活を支える科学技術となりつつあります。例えば、シリコンを利用した市販プロセッサの加工線幅は約30ナノメートル、原子約100個分まで小さくなっています。
◇一方、ナノスケールの構造をもつ物質の物理化学的性質にはまだまだわからないことがたくさんあります。前述の例で言うと、プロセッサ設計・構築の微細化は一層進められていますが、線幅が小さくなるにつれ、1つ1つの原子の配置や電荷が電子の流れに影響を与え、その効果は無視できないものとなっています。少数の原子から構成される物質は、私たちが普段目にする、多数の原子からなる大きな物質とは異なる性質を示すようになります。
◇固体表面のナノテクノロジーの発展には、ナノスケールでの物理化学現象の解明、即ちナノサイエンスが不可欠な基盤となります。私たちは、原子・分子1つ1つを見て、調べて、操作できるSPMを用いて、ナノサイエンス・ナノテクノロジーを推進します。




 走査型プローブ顕微鏡って・・・?

◇走査型プローブ顕微鏡(SPM)は、細く尖った針(探針)を試料表面に近づけて、探針と試料表面の間に働く力や電流を検出することによって動作する顕微鏡です。
◇ナノスケールの構造は虫眼鏡や光学顕微鏡では見ることができません。SPMは試料表面を探針でなぞり、その動きを記録して、あたかも目で見ているように表面の凹凸をディスプレイ上に表示します。目の前のキーボードを指でそっと触れ、左から右になぞって見てください。キーとキーの間で指は沈み、キーボードの凹凸を指で感じることができます。指の動きを一枚の絵に記録すれば、キーボードの凹凸を描くことができます。代表的なSPMである原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope、AFM)は、これと同じ原理で試料表面の凹凸を観察します。
◇STMが開発されたのは1980年代の初頭です。いまや市販の汎用AFMも広く行き渡っています。ただ、汎用AFMでは数ナノメートルの粒などは観察できますが、1ナノメートル以下の大きさの原子や分子1つ1つを観察することは非常に困難です。表面をなぞる探針が、原子や分子を動かしてしまうからです。指に力をいれすぎるとキーボードを押してしまい、もとのキーボードの凹凸を描けなくなってしまうことと同じです。富取研究室は単一原子スケールのナノサイエンスを展開するために、非接触型原子間力顕微鏡(Noncontact Atomic Force Microscope、NC-AFM)および走査型トンネル顕微鏡(Scanning Tunneling Microscope、STM)というSPMを用いています。両SPMは汎用(接触型)AFMとは異なり、探針が試料に触れないように制御します。NC-AFMは探針-試料間にはたらく微弱な引力を、STMは探針-試料間に流れる微弱なトンネル電流を検出して、探針と試料の距離を決め、試料表面から原子数個分の上空をなぞるSPMです。直接試料に触れないNC-AFMやSTMは、原子や分子の配列を乱すことなく、原子分解能観察を実現するのです。



  

  図2.キイボードを指1本で探っている様子.スケールこと違うが、SPMの動 作と同じと考えられる。
  図3.多孔質アルミナの表面に金属探針を近づけたときの走査型電子顕微鏡 (SEM)の像(本研究室で開発したSPM-SEM複合器を利用して撮像).多孔質表面 の凸凹の間隔は約100 nmである。

 

 

 映像による紹介

 ・富取研究室の紹介    応用物理学領域の紹介

  ・富取研究室(1分PV)

 ・JAIST大学紹介DVD抜粋(マテリアルサイエンス研究科・研究科長時代(2012-2013年度))

 

 drone関連の動画まとめ

  JAISTキャンパス空撮  produced & edited by M. Tomitori
   ・(JAISTキャンパス空撮 予告編 (55秒)produced & edited by M. Tomitori

  ・JAIST図書館空撮    produced & edited by M. Tomitori

   ・JAIST J-BEANSセミナー第37回講演動画ドローンによる空撮"JAIST campus"の裏話 




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