| Project/Area Number |
21K03815
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 18020:Manufacturing and production engineering-related
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| Research Institution | Kanagawa Institute of Industrial Sclence and Technology |
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Principal Investigator |
安井 学 地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所, 電子技術部, 主任研究員 (80426361)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 寛明 近畿大学, 工学部, 准教授 (70534981)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 電子線描画 / HSQ / 金型 / 熱ナノインプリント / SU8 / アッシング / フッ素 / フッ素樹脂 / 微粒子 / アルミナノホール / Ni-Wナノ金型 / LSPRデバイス |
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| Outline of Research at the Start |
新型コロナウイルス等の核酸の検出感度を著しく上げるLSPRセンサ，優れた単色性と鮮明な多色を表現できるプラズモンカラーフィルタを対象に，紫外から赤外までの光に対してLSPRを発現するガラス上のアルミナノホールが研究されている。本研究では，加圧によるガラスの破損防止を目指した構造を提案し，申請者が体系的に研究するNi-Wナノ金型を用いたアルミナノホールの形成を目指して研究を進める。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度の研究目的は、アッシング後のSU8表面に残留する微粒子を除去し、Ni-Wメッキを行ってNi-W金型を開発するとともに蒸着Al薄膜の物性値を評価することである。しかしながら、SU8表面に残留する微粒子がフッ素ガスで揮発できるアンチモンではなく、アルミニウムであったことから，フッ素ガスでは揮発できず、SU8表面に微粒子の除去の目処が立っていない。
一方，粉末状態では加水分解を起こさず、MIBKに溶解して使用する粉末水素シルセスキオキサン（Hydrogen silsesquioxane : HSQ）の存在を知り、実験に用いたところ、低湿度下であれば3ヶ月程度安定した状態で電子線描画を実施できた。また、熱可塑性樹脂に対して繰り返し熱ナノインプリントを実施できた。
ただし、ドットパターンでは近接効果の影響を受けやすく、200nm周期のドットパターンでは、ドット間にHSQの残渣が生じドットパターンが繋がりやすかった。CADデータの工夫やドーズ量を調整することで、HSQの残渣を抑制することはできたが、完全に抑えるには至っていない。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
申請書では、SU8表面に残留する微粒子はアンチモン化合物であり、フッ素ガスによりSbF5を生成して、微粒子を揮発させることを考えていた。しかしながら、微粒子がAlであったため、フッ素ガスによる微粒子の除去案が頓挫してしまった。その代替として、粉末HSQを用いた金型作製を模索している。
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| Strategy for Future Research Activity |
現状では、SU8を原版としたNi-W金型の作製が困難である。Ni-Wめっきのヤング率：220GPaに及ばないものの、熱処理を行ったHSQでは、ヤング率が80GPaまで上昇した報告があることから、HSQのドーズ量、現像液、熱処理を検討し、Ni-Wめっきの代替えを目指し、金型に使用できるか検討する。
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