複合高分子材料の分散状態の評価に主成分分析を用いた例について紹介する。具体的には、極めて似た分子構造を持ち、似た質量スペクトルを与えるPEとPPのブレンドポリマー (PE/PP) 最表面でのPPの分散状態の評価に主成分分析を用いて解析を行った。

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新機能材料として注目されるフラーレンだが、ＴＯＦ-ＳＩＭＳ測定による研究データは少ない。本研究では各フラーレン試料（Ｃ_６０、Ｃ_７０、Ｃ_８４）に対してＧａ^＋、Ａｕ^＋、Ａｕ_３^＋の三種の一次イオンを用いてＴＯＦ-ＳＩＭＳ測定を行った。取得したＴＯＦ-ＳＩＭＳスペクトルには、フラーレン特有のフラグメントパターンが現れた。そのフラグメントパターンに注目し一次イオン種や各フラーレン試料による依存性を解析した。

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低エネルギーイオン注入を前処理とし、コーテイングや炭化・窒化処理などを主加工とする材料表面改質の工業化を目指して、その実用化の障害となっていたところの標記ような仕様の新型イオン源の研究開発を行った。本イオン源の特徴は、固体イオン化原料をEB（電子ビーム）GUNを用いて蒸発させる構成にある。また、前処理の効果として、新規多元系合金のコーテイング界面での剥離抵抗向上、傾斜機能性付与などが挙げられる。

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本研究ではオージェ電子分光法(AES)によるSiO₂薄膜の分析において見られるSiO₂の電子線照射損傷過程の解明を目的としている．損傷の程度は照射する電子線の電流密度に加え，SiO₂表面の汚染にも依存する．本講演では，低速Arイオンを用いてSiO₂表面の炭素汚染の除去を行い，SiO₂薄膜の電子線照射損傷を調べた結果について報告する．

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プラズマディスプレイパネル(PDP)セル内の保護膜として用いられているMgO薄膜の評価としてイオン誘起二次電子収率(γ)測定が行われている．しかしながら，γ測定中のイオン照射によってMgO薄膜に帯電が誘起されるため，二次電子放出過程には未解明な点が多い．そこで本研究では帯電を考慮した二次電子放出過程の解明を目的としている．本発表では加熱によるMgO薄膜のγの変化を調べた結果について報告する．

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クラスターイオンをプローブとする有機物の二次イオン質量分析は、単原子イオンと比較して収率が高く試料の損傷も少ない。しかしクラスター照射での収率増加機構や最大収率を与えるための入射サイズの最適化については、ほとんど研究されていない。そこで本研究ではサイズ選別したArクラスターをアミノ酸薄膜に照射し、二次イオンを飛行時間型質量分析法を用いて測定することにより収率の入射サイズ依存性について調べた。

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通常のSIMSでは一次イオンと材料の衝突は主として核的衝突であるが、イオンのエネルギーが高くなると電子的衝突が支配的となり、二次イオン生成過程が大きく異なってくる。本研究では、数百keV程度のイオンを生体高分子薄膜に照射することで生成された二次イオンの質量分析を行った。10keVイオン照射の場合と比較した結果、分子イオン収率が2桁程度増大し、且つフラグメント相対強度が大幅に低減することを見出した。

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クラスターイオンは単原子イオンと比較して、低速で高エネルギー密度での照射が容易であるため、高精度かつ高効率な表面分析、表面改質が可能とされている。しかし、クラスターと固体表面との相互作用は十分に理解されていない。よって本研究では、クラスターイオン照射によりSi試料から放出される二次イオン収率の入射サイズ依存性を飛行時間型質量分析法を用いて分析し、クラスター照射効果について考察する。

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卵白由来のタンパク質であるアビジンを固体基板表面に吸着させ、走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）を用いてフリクショナルカーブ測定を行い、アビジンと固体基板表面との吸着特性を評価した。

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我々のグループで進めている走査型プローブ顕微鏡を応用したゲノム解析手法の開発の進捗状況について、原子間力顕微鏡による染色体ナノサイズ断片の切断回収、回収された断片からのDNA増幅、得られた配列の連鎖地図上へのマッピング、さらに走査型近接場光学原子間力顕微鏡を用いたBACクローンの直接物理マッピングなどを中心に報告する。

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我々はこれまで試料表面の各点において原子間力顕微鏡のフォースカーブ解析を行うフォースボリューム法を用いて、力がかかっていない状態での真の凹凸像と試料の弾性率像を算出できることを示してきた。一方、試料に微小な正弦的摂動を加え、その粘弾性的性質を明らかにする手法は高分子材料研究において大変有用である。以上の方法を結合し、深さ方向に関する粘弾性的性質の変化を検出できるかどうかを調べたので報告する。

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近年、軽量及び柔軟性等の特徴を有する有機材料の研究が盛んに行われている。AFMは有機分子材料や生体等の破壊されやすい表面の観察に非常に有用であり世界中で用いられている。有機物の単結晶表面の観察はまだまだ発展途上であり、詳細な研究が必要不可欠である。本研究では有機半導体材料に用いられるペンタセン、ルブレンなどの単結晶を作製し、AFMを用いて結晶表面の分子ステップの観察を行った。

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電圧印加非接触原子間力顕微鏡/分光法（nc-AFM/S）による表面状態解析をめざして、超高真空極低温走査型プローブ顕微鏡の開発を行っている．本開発装置は走査型トンネル顕微鏡(STM)／非接触原子間力顕微鏡／電界イオン顕微鏡（FIM）の複合機であり、STMおよびnc-AFMの探針を同じ真空チャンバー内でFIMにより探針先端形状を原子尺度で評価できる．探針構造とSPM像、nc-AFSについて議論する．

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グラファイト表面や基板上にC60を蒸着させた試料をトーションモード（横方向に探針を振らせて表面をみるモード）で観察した結果を報告する。トーションモードでみた表面像は、表面と探針の間の表面に沿う方向のポテンシャルを感じており、表面の凹凸像とは異なる像を与える。講演では、これらのトーションモードで観測される像の物理的意味も含めて報告予定である。

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ＡＦＭ像は、表面形状を表していると考えられているが、実際観察される像は、表面と相互作用するプローブ先端の形状によって変形させられたものである。プローブ先端の形状と実際に観察された像から、実表面形状を推測する手法はすでに報告されているが、実際に観察された像には通常ノイズが含まれているため、直接には適用することができない。今回我々は、ノイズが含まれた像から実表面形状を推測する方法を検討したので報告する。

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染色体の目的とする特定領域のみの部分ゲノム解析は、遺伝子の同定・単離に要する時間とコストを大幅に縮小できると考えられる。この目的のため、昨年まで、カイコパキテン期染色体においては、サブミクロンオーダーでの切断回収を可能にし、さらに比較的高さのあるヒト中期染色体においても、熱変性処理により、切断回収率を上げることができた。現在は染色体特定領域の解析のために、その領域の連続回収法の開発を進めている。

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近年バイオセンサー、バイオデバイス、あるいは人工血管，人工骨，人工皮膚等の人工臓器、再生医療実現のための足場材料などの需要に伴い、生体適合性材料の設計の重要性は増してきている。これまで多くの生体適合性材料が開発されてきたが、生体適合性発現のための条件に関しての知見は少ない。本発表では走査型原子間力顕微鏡（AFM）を用いた生体適合性材料と生体分子間の相互作用の直接的計測により上記の問題を議論する。

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水素終端化処理を施したMOSFET断面を走査型トンネル顕微鏡(STM)で観察すると，そのトポ像から作製したデバイスの形状が，各点で得たI-V特性からポテンシャルに対応した分布図が得られることをこれまで報告してきた．今回，同じMOSFET試料から異なる方位角で切り出した断面のSTM評価を行い，デバイスを切り出すことの影響について調べた．ティップによるバンドベンディングなどのシミュレーション結果等についても報告する．

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スピン偏極電子顕微鏡 (SPLEEM)により、磁性体表面を観察した結果について発表する。

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室温から極低温まで、超高真空の条件で、4探針すべてで原子レベルでの観察を可能にする4探針STM（4本の探針を駆動するSTM）を開発した。STMユニットの上部に探針の位置を決めるためのSEMをとりつけることから、冷却には倒立型のクライオスタットを用い、また、電気回路は小型で従来の装置よりノイズの少ないシステムとなっている。

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校正用標準物質として主要な開発項目である半導体系多層膜標準物質の開発のためにGaAs/AlAs多層膜等の試作を行い、高分解能透過型電子顕微鏡によって精密構造評価を行った結果を報告する。また、デジタル処理による膜厚の決定法について検討した結果を報告する。

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放射光Ｘ線光電子顕微鏡(SR-XPEEM)を用いて、化学結合状態をマッピング(XPS顕微鏡像)する試みが世界中の放射光施設で行われている。イタリアのELETTRAではすでに得られているが、他の放射光施設では現在試みが行われている。内殻光電子は、信号強度が弱いためXPS像を得るのは容易ではない。今回我々は、Spring_-_8(BL17SU)で化学結合XPS像を得ることに成功したので報告する。

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紫外光をプローブとした光電子顕微鏡(PEEM)は、主に固体表面における仕事関数や占有状態密度の局所的な違いを反映した画像が得られる。本研究では、非占有状態を検出できる2光子光電子分光法(2PPE)と、PEEMを組み合わせた2光子光電子顕微鏡を開発し、非占有状態の二次元分布の画像化を行った。結像した電子の由来については、飛行時間型エネルギー分析器を用いて行った。

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円偏光励起による光電子放出角度分布を測定すると励起原子からの立体写真を作成することができる。広い取り込み角度を有する表示型電子分析器と試料自動回転機構を用い２πステラジアンの原子立体写真撮影に成功した。Ｓｉ（００１）表面の例を紹介する。

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次世代半導体分野において高集積化が進むにつれゲート絶縁膜の厚さは減少し、現在では数ナノメートルまでになっている。そこで、絶縁酸化膜とシリコン基板間の界面粗さは酸化膜のリーク電流などに直接大きな影響を与えるため、界面粗さの計測評価が非常に重要になっている。そこで、本研究はX線反射率法を用いて、非破壊で絶縁酸化膜とシリコン基板の界面粗さの測定を行い、成膜条件の界面粗さへの影響を調べた。

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　酸素イオン伝導体であるYSZ{ZrO2(+Y2O3)}固体電解質は酸素センサとして用いられている。酸素分圧は、YSZ界面での酸素の酸化還元反応によって生じた起電力を測定することによって得られる。Cu-Zr合金は高温で高強度な合金として航空機の配線などに用いられているが、製造時の酸素制御が困難な材料として知られている。本研究では、YSZ固体電解質センサを用いてCu-Zr合金中の酸素分圧を測定した。

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カチオン性ポリマーを含む溶液とアニオン性官能基をもつ自己組織化単分子層(SAM)で被覆した金ナノ粒子を含む溶液に金あるいはITO基板に交互に浸漬させる事で、積層膜を構築した。積層膜内では電子移動が容易に起こり、三次元的な電極として機能することを明らかにした。本系の電極触媒としての応用を目指し、SAMを電気化学的酸化脱離によって除去し、超微粒子の金属表面を露出させる事を試みた。また触媒活性金属（PtやPd）で金ナノ粒子を修飾することで活性の向上を検討した。

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タンパク質内部空間での無機材料合成と外部表面相互作用による自己集合を利用した無機材料ナノ構造作製（バイオナノプロセス）を目指している。今回、チタン認識モチーフをサブユニットN 末端に持つリコンビナントフェリチンにおいて、N 末端とモチーフとの間にリンカーを挿入した変異株の作製を行い、チタン基板吸着時の平行移動や回転自由度を許容し、より強い相互作用によるフェリチン2次元結晶様構造作製について報告する。

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薄膜状の光触媒は粉末とは異なり新規な界面光機能材料としての応用が期待できる。石英基板上にスピンコートにより合成したTi含有メソポーラスシリカ薄膜は、規則配列した細孔を有し、四配位Ti種を有する。石英板やTiを含有しない薄膜と比較して紫外光照射前でも高い親水性を示した。さらに光照射後、光誘起超親水性の発現が観察された。一方、ポリエチレンを合成したCr含有メソポーラスシリカ薄膜の表面は撥水性を示した。

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磁壁の電流駆動の理論

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カーボンナノチューブ人工原子における単一スピンの発生と制御

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カーボンナノチューブ探針を用いた高分解能磁気力顕微鏡

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スピン偏極STM・STSによる層状反強磁性Cr薄膜の表面磁性

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スピン分解光電子分光でみるナノ磁性体の電子構造

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AFMによる蛋白質力学計測

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蛋白質の構成要素であるペプチドにはαヘリックスとβシートがある。アミロイドーシスを引き起こす原因として、βシートペプチドの繊維状集合体の研究が行われてきているが、αヘリックスペプチドの凝集特性は明らかでない。アミノ酸配列の異なる４種のαヘリックスペプチド：α３、ｒ３、５Ｑ、７Ｑを原子間力顕微鏡で観察した。α３、ｒ３は繊維状集合体を作ったが、５Ｑ、７Ｑは形成しない事が分かった。

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ナノテクノロジーに関連して，有機分子が大きな関心を集めている．有機分子は分子1個で１つの機能を担うことが可能で，将来の分子素子の実現にむけた研究が盛んに行われている．今回我々は，金表面上でのL-cysteineの吸着状態について，単分子層と多分子層の比較をXAFS， XPSを用いてS K-edge ，S 1sについて検討した．その結果，L-cysteine単分子層について，特徴的な内殻励起がおこり，吸着状態に特徴的な違いがおこることが分かった．

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生体高分子の配向性や配列を制御した高性能ナノデバイス求められている。そこで、デバイス上の一分子層の化学構造分析が可能なTOF-SIMSを用いて、核酸の構造評価を試みた。基板に吸着させた2種類の核酸をTOF-SIMSで測定し、主成分分析と相互情報量を用いたスペクトル解析によって、各試料に特異的なフラグメントイオンを検出した。その結果を核酸の塩基配列と照合し、構造を評価した。

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We have reported Sum Frequency Generation (SFG) study of hydrolysis reaction of alkoxycarbonyl-terminated monolayer en route to the carboxyl-terminated silicon. To further investigate into more elaborated systems, we have probed the monolayer on silicon (111) upon DNA-immobilization and hybridization using SFG. The orderness of monolayer clearly changed upon each DNA immobilization steps. The influence of cations on the DNA-surface interactions were also investigated.

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カーボンナノチューブ（CNT）の分散材として界面活性剤がよく使われているが、今回DNA、タンパク質を分散材に用いてその効果を比較した。分散溶液を基板に滴下、乾燥させた時の形状をSEM観察した。また、溶液中でのCNTの相互作用について液中でのラマン観察を行った。その結果DNAを使用するとCNTが凝集してバンドルを形成せず、さらに高密度に分散できることがわかった。

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本研究ではSOI基板に直径約1 μmの微細貫通孔を形成し、マイクロ流体回路と組み合わせて、小型化、ハイスループットスクリーニング応用可能なプレーナー型イオンチャネルバイオセンサーを製作した。感覚神経細胞に分布する、痛み、辛み、熱を感ずるTRP（transient receptor potential）チャネルを発現したHEK293細胞を微細貫通孔にトラップし、唐辛子の成分である、カプサイシンをリガンド物質としてイオンチャネルのホールセル電流計測に成功した。

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メソポーラスシリカ内に有機基を修飾する際、メソ細孔中で有機基の分散が均一にならず、修飾量／表面積が平均距離を反映しないことが起きる。本研究ではジアミン分子による表面反応を利用して、メソ細孔中の有機官能基間距離を見積もる方法を提案する。

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Ｃｕめっきは、密着強度が低く、ガラスのような平滑な基板にはめっきが難しい。そこで、めっきにおける触媒化工程に注目し、ＳｎとＰｄの濃度、温度、時間、処理回数の条件を変化させ、触媒の吸着状態を明らかにした。濃度、処理回数の増加による触媒付着量の増加などが確認でき、Ｓｎ濃度が1ｍＭ, Pd濃度が1.5ｍＭ付近、処理回数２回でよい密着強度を得ることができた。

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金属電極／電解質溶液界面の水の構造は、腐食作用や金属の電気化学的析出、そして燃料電池などの電気化学反応に多くの影響を与えている。そのため、電極反応機構を明らかにするには、電極表面の水分子の構造を解明する事が非常に重要である。本報告では、電気化学和周波発生(EC-SFG)分光法を用い、金属電極／電解質溶液界面における水分子の構造を追跡・検討した結果について述べる。

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酸化ルテニウムナノシート(HROns) は、優れた安定性、大活性表面積、レドックス活性等を有する。本研究では、HROnsをPt/C と複合化させたHROns被覆Pt/C触媒を調製し、燃料電池関連の触媒反応を評価した。HROns の表面水酸基がPt表面に吸着したCOの酸化を促進し，HROnsが助触媒として機能することがわかった。また、Ptの劣化が抑制され耐久性を向上することを見出した。

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燃料電池実用化への闘い-実用耐久性獲得のための研究開発

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代表的な生体分子であるタンパク質は無機材料取り込み機能（バイオミネラリゼーション）と自己組織化機能とを持っている。さらにタンパク質は遺伝子工学により改変でき、タンパク質と他の固体表面との相互作用を変化させることも可能である。著者らは、これらの特徴を利用するボトムアップ型のナノ構造作製法を「バイオナノプロセス」と名付けて提案している。講演ではナノ構造作製の概要、デバイス応用例について紹介する。

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モルフォ蝶の翅は、干渉色ながら広い角度で青色を強く反射するという一見矛盾する特徴を、鱗粉表面の特異なナノ構造により実現している。これまで我々は、電子ビームリソグラフィで微細構造を形成した石英基板上に、誘電体多層膜を蒸着するというシンプルな手法で、この色彩の再現に成功している。今回、ナノインプリントリソグラフィ技術により発色基板の作製を試み、安価にモルフォ蝶の翅の特徴を再現することに成功した。

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石英ガラス上へのY2O3膜の保護膜として、MOD法を利用して成膜を行った。石英ガラス上に直接、成膜した場合、熱膨張率の違いから、亀裂が生じる。そのため、中間層にDLC膜を使用し、成膜を試みた。結果、基材界面には、新たにイットリウムシリケートの形成を確認し、非常に密着性の高い薄膜の作製に成功した。

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Ag(100)表面上に作成したチタン酸化物についての研究を行った。1.0×10-6 Torr の酸素圧でTiを蒸着すると、薄膜はTi4+の酸化状態をとることがわかった。5.0×10-9 Torr の低い酸素圧では、Ti2+に近い酸化状態をとり、フェルミ準位付近に金属的な準位が確認できた。さらに形成した薄膜を600℃程度で加熱することにより、LEED像はそれぞれ(5×1)、(1×1)構造を示した。

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