【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.17】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23MS0011
利用課題名 / Title
二酸化チタンの局所構造の特徴と電子状態の関係
利用した実施機関 / Support Institute
自然科学研究機構 分子科学研究所 / IMS
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
走査プローブ顕微鏡, 二酸化チタン, 画像解析
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)
河野 翔也
所属名 / Affiliation
九州工業大学大学院工学研究院電気電子工学研究系
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
坪倉奏太,野間春生,日置尋久
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
湊丈俊,上田正,今井弓子
利用形態 / Support Type
（主 / Main）共同研究/Joint Research（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
様々な環境反応に対して有効な機能を示す二酸化チタンは、欠陥などの局所構造が機能に大きな影響を与える。二酸化チタンの局所構造の特徴と電子状態の関係を明らかにするために、走査プローブ顕微鏡像による局所構造解析を行う。今年度は、走査プローブ顕微鏡像を解析する技術を開発した。開発した技術の実証のために、モデルナノ構造の走査プローブ顕微鏡像を測定した。
実験 / Experimental
リソグラフィーを用いて作成したナノ構造を、Bruker Dimension Icon NanoEを用いて観察した。窒化シリコン製のカンチレバー（Bruker社Scanasyst Air）を用いて、Peak Force Tapping modeで測定した。
結果と考察 / Results and Discussion
様々な構造的な特徴を有するナノ構造をSi基板上に作製し、作製したナノ構造を走査プローブ顕微鏡を用いて観察した。個々の構造は、作製プロセスと計測によるエラーを含むため、微細な違いを持っている。このような微細な違いを含む個々の構造の特徴を解析し、特定の構造を認識し、微細な違いを含む個々の構造の特徴を抽出した後、それらの特定構造の位置相関関係を解析する手法を開発した。今年度に得られた成果は論文として出版した (Applied Physics Express 17, 035003 (2024))。
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)
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Sota Tsubokura, Development of a method for analyzing the positional correlation of local structures in scanning probe microscopy images using template-matching image-processing method, Applied Physics Express, 17, 035003(2024).
DOI: 10.35848/1882-0786/ad2784
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- "走査プローブ顕微鏡像の特徴解析によるエネルギー材料表面の局所相互作用の解明" 坪倉奏太、河野翔也、日置尋久、野間春生、湊 丈俊 第71回応用物理学会春季学術講演会、東京、2024年3月
- "Clarifications of local interactions though image processing of the data acquired from energy materials by scanning probe microscopy" Sota Tsubokura, Shoya Kawano, Yumiko Imai, Tadashi Ueda, Kei-ichi Nakamoto, Hirohisa Hioki, Haruo Noma, Taketoshi Minato NanospecFY2023, March, 2024.
- "第一原理計算による二酸化チタン表面の酸素欠損解析" 河野翔也、坪倉奏太、日置尋久、野間春生、湊 丈俊 第84回応用物理学会秋季学術講演会、熊本、2023年9月
- "走査プローブ顕微鏡像の局所特徴抽出法の開発" 坪倉奏太、河野翔也、日置尋久、野間春生、湊 丈俊 第84回応用物理学会秋季学術講演会、熊本、2023年9月
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