小林圭 工学研究科准教授、山田啓文 同教授、八尾惇 豊田工業大学研究員らの研究グループは、原子間力顕微鏡（AFM）を基にした新しい分析手法、走査型熱振動顕微鏡法（Scanning Thermal Noise Microscopy：STNM）を開発し、同手法により厚い高分子膜内部に隠れた、表面下の金ナノ粒子の非破壊検出に成功しました。
本研究成果は、2017年2月17日午後7時に英国の学術誌「Scientific Reports」に掲載されました。
研究者からのコメント
この実験において、热雑音（热ノイズ）という、通常は计测の邪魔になるものに役に立つ情报が潜んでいたことを発见し、私たちもとても惊きました。本研究成果は、非破壊、ナノスケール分解能での表面下构造イメージング确立に向けての大きな前进であり、今后、さまざまな产业、バイオ、医疗分野における非破壊ナノ内部诊断法実现につながるものと期待されます。
概要
近年、集积回路におけるナノ欠陥分析や细胞内诊断など、材料?デバイス解析やバイオ?医疗分野においては、ナノ空间分解能をもつ非破壊?非侵袭の内部诊断法の开発が强く求められています。
础贵惭は、原子レベルで尖った探针をもつマイクロスケールの板ばね（カンチレバー）を用いて、探针と试料表面との间にはたらく原子?分子间力を検出し、试料表面の微细形状やナノ物性を计测する手法として広く利用されています。このカンチレバーは、ばね振动系（调和振动系）として、特定の周波数（共振周波数）の外力によって共鸣的に振动し、その周波数応答は共振スペクトルを示します。実は、外部からの人為的な力が全くなくても、周囲の热揺らぎによって、カンチレバーは原理的に常に振动しています（热雑音振动＝热振动）。
探针が试料に接触した状态では、カンチレバーの共振周波数は、接触部の试料表面の固さ（＝弾性率）に応じて変化しますが、本研究グループは、カンチレバーの上记热振动の振幅の周波数依存性、つまり热振动スペクトルからも弾性率を求めることができることを见いだし、探针直下の领域の弾性率を计测することができる厂罢狈惭を新たに开発しました。
図：走査型热振动顕微镜（厂罢狈惭）による高分子膜の内部に隠れた金ナノ粒子の可视化の模式図
详しい研究内容について
书誌情报
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Atsushi Yao, Kei Kobayashi, Shunta Nosaka, Kuniko Kimura & Hirofumi Yamada. (2017). Visualization of Au Nanoparticles Buried in a Polymer Matrix by Scanning Thermal Noise Microscopy. Scientific Reports, 7:42718.
