科目名[英文名]
精密計測工学特論   [Advanced Precision Metrology]
区分	前期課程科目	選択必修		単位数	2
対象学科等		対象年次	～	開講時期	後学期
授業形態	後学期	時間割番号	1060308
責任教員 [ローマ字表記]
梅田 倫弘, 安藤 泰久   [UMEDA Norihiro, ANDO Yasuhisa]
所属	感染症未来疫学研究センター	研究室		メールアドレス

概要

ａ．目的：２１世紀の科学技術におけるキーワードの一つに、ナノテクノロジーがある。ナノメートルの世界は、縁遠いかというと決してそう言うことはない。例えば、我々の体の中は究極的にはナノレベルによって組織が機能している。ナノテクノロジーが大きく進歩したのは、ナノを見ることが出来るようになってからである。この講義ではナノテクノロジーの世界を縦横に俯瞰するために、ナノを見ることが出来る技術を中心テーマとして、その基本知識および応用技術を学習する。これによってナノテクノロジーの本質を見ることが出来きる見識、能力を獲得することを目的とする。 ｂ．概要：この講義では、ナノテクノロジーにおけるイメージング技術を理解することを中心テーマとして設定する。具体的には、従来の顕微鏡の解像限界を打破するために考案された走査プローブ顕微鏡の基本および原子間力顕微鏡、磁力・静電力顕微鏡、近接場光学顕微鏡の基礎と応用を理解する。さらに最新の顕微鏡について紹介する。

到達基準

１）光の基本的性質である回折現象と光学顕微鏡の解像限界が回折によって決定されることを理解する。 ２）走査プローブ顕微鏡の基本構成、必要なメカニズムとプローブを制御するための観測モードについて理解する。 ３）原子間力顕微鏡の基本構成を理解し、その解像限界を理解する。 ４）近接場光学顕微鏡の基本構成を理解し、他の走査プローブ顕微鏡にない特性を知る。

授業内容

主題（キーワード：担当） 第1回 　 ナノテクノロジー事始め（ナノテクノロジーとは何か，米国の戦略，日本の科学技術政策，ナノ物質の特徴：梅田） 第2回 精密機構の基本と設計Ⅰ（弾性論、梁の運動学、防振機構：安藤） 第3回 精密機構の基本と設計Ⅱ（フレクシャ、平行ばね機構、摩擦とバックラッシ、力の計測法：安藤） 第4回 Visualization Techniques in Nanotechnology．（More_sense特論として2限目で講義を実施，梅田） 第5回 走査プローブ顕微鏡の基本Ⅰ（基本構成、必要な基本メカニズム：安藤） 第6回 走査プローブ顕微鏡の基本Ⅱ（SPM制御および観測モード、分解能、量子力学とトンネル効果、画像処理：安藤） 第7回 原子間力顕微鏡Ⅰ（光てこ、表面相互作用、フォースカーブ、3つの測定モード：安藤） 第8回 原子間力顕微鏡Ⅱ（摩擦力検出モード、摩擦力検出感度、横振動：安藤） 第9回 原子間力顕微鏡Ⅲ（MEMS技術による高度化の考え方、水平力感度、ヒステリシス：安藤） 第10回 回折現象と結像系（回折の理解：ホイヘンスーフレネルの原理、アッベの条件、レーリーの分解能：梅田） 第11回 顕微光学（光学的伝達関数、結像原理、解像度を決める要素（回折現象）、要求されるレンズ性能：梅田） 第12回 近接場光学顕微鏡Ⅰ（エバネッセント場と光近接場の理論、観測モード：梅田） 第13回 近接場光学顕微鏡Ⅱ（各種の機構部品、プローブ、光源、検出器：梅田） 第14回 その他の各種SPM（表面ラマン増強現象を用いた新しい顕微鏡、プラズモン顕微鏡、磁気力顕微鏡、静電力顕微鏡：梅田） 第15回 最終試験

履修条件・関連項目

特になし

テキスト・教科書

毎回配付のプリント

参考書

上記のキーワードを図書館所蔵図書で検索可能、今後、随時提示していきます。

成績評価の方法

レポートを３０％、最終試験７０％で評価

教員から一言

キーワード

回折　顕微光学　走査プローブ顕微鏡　原子間力顕微鏡　近接場光学顕微鏡

オフィスアワー

備考１

備考２

参照ホームページ

開講言語

日本語

語学学習科目

更新日付

2017/03/16 11:19:00