【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.03.25】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23KT1172
利用課題名 / Title
マイクロ流路を用いたダイヤモンドナノ粒子選別デバイスの開発
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学 / Kyoto Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials
キーワード / Keywords
マイクロ流体デバイス,ダイヤモンドNV中心,光リソグラフィ/ Photolithgraphy,ナノ粒子/ Nanoparticles,3D積層技術/ 3D lamination technology
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
四竈 泰一
所属名 / Affiliation
京都大学 大学院工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
舌 雅也,平井 義和
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
江崎裕子
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
KT-103：レーザー直接描画装置
KT-104：高速マスクレス露光装置
KT-110：レジスト現像装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
NV中心を含むダイヤモンドナノ粒子は、ナノスケールの磁場および温度計測用プローブとして利用されている。NV中心のエネルギーは粒子毎に分布を持ち、この分布が粒子毎の計測差異を生じる要因となっているため、本研究では粒子群から同一エネルギーの粒子を選別するデバイスを開発する。デバイスは1つのインレットと2つのアウトレットをもつ2分岐マイクロ流路とし、分岐部に流路を切り替えるバルブを設置する。インレットから導入した1個の粒子を流路上で蛍光分光し、所望のスペクトル（エネルギー）を持つ/持たない場合にバルブを開/閉して、粒子を2つのアウトレットへ振り分ける。対象は平均粒径750 nmの粒子とし、流路はPDMSのソフトリソグラフィにより製作する。フォトマスクを製作したのち流路を製作する。
実験 / Experimental
京大ナノハブ拠点で上記設備を利用し、ダイヤモンドナノ粒子選別デバイスに用いるマイクロ流路パターンのフォトマスクを作成した。その後、移動マスク露光装置及びドラフトを用いて流路パターンのモールドを作成し、PDMSで製作したマイクロ流路をガラス基板上に接着してデバイスを構築した。
結果と考察 / Results and Discussion
構築したデバイスにダイヤモンドナノ粒子を含む懸濁水を流し、流路の各部を顕微鏡観察した。その結果、粒子が1個ずつ流路を流れていることを確認した。また、1個の粒子の蛍光スペクトルを流路上で計測できることを確認した。今後、バルブの開閉により、粒子を2つのアウトレットへ振り分けられるかを確認する。なお、懸濁液の導入部や流路分岐部付近に多数の粒子の付着・蓄積が見られたため、並行して流路形状の改良も行う。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- [1] 舌雅也，渡辺嵩都，出原貴央，四竈泰一，平井義和，蓮尾昌裕，「NV-中心ゼロフォノン線ピーク波長によるナノダイヤモンド粒子選別マイクロ流体デバイスの開発」，第84回 応用物理学会秋季学術講演会 2023（口頭発表）．
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件