| Project/Area Number |
23K23255
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| Project/Area Number (Other) |
22H01987 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 30020:Optical engineering and photon science-related
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
小野 篤史 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (20435639)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石飛 秀和 大阪大学, 大学院生命機能研究科, 准教授 (20372633)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2022: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000)
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| Keywords | 非線形光学 / レーザープロセシング / ナノ光工学 / 表面プラズモン |
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| Outline of Research at the Start |
金属ナノパターニング技術は，電子デバイスの微細電極形成技術としてだけでなく，近年光学分野にて注目されているプラズモニックデバイスや，メタサーフェスなどの金属ナノ構造を作製するための基盤技術として重要である.研究代表者らは，金属ナノパターニング技術として，電子線リソグラフィや真空蒸着などの真空プロセスが不要で，かつフォトマスクが不要なレーザー光還元反応によるパターニング技術を新たに開発した.パターニングにおいて，光強度分布だけでなく偏光分布も微細化に寄与していることを突き止めたため，光強度と偏光制御による新たな金属ナノパターニング技術の確立を目指す.
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| Outline of Annual Research Achievements |
金属ナノパターニング技術は，電子デバイスの微細電極形成技術としてだけでなく，プラズモニックデバイスやメタサーフェスなどの金属ナノ構造作製技術として光学分野においても重要視されている．主な作製手法として電子線リソグラフィによるリフトオフプロセスが挙げられ，微細かつ精密な金属ナノ構造体が作製されるため，研究開発分野において重宝されている．
研究代表者らは，電子線リソグラフィや真空蒸着などの真空プロセスが不要かつフォトマスクが不要なレーザー光還元法による金属ナノパターニング技術を新たに開発した．パターニングにおいて，光強度分布だけでなく偏光分布も微細化に寄与していることを突き止めたため，光強度と偏光制御による新たな金属ナノパターニング技術の確立を目指す．
本年度は，フェムト秒レーザー照射光学系に空間光位相変調器を組み込み，多点照射およびライン照射など2次元強度分布制御可能な光学系とした．0次光成分が支配的となっていたため，0次集光点と2次元強度分布変調面とが同一平面上とならないように波面を制御した．さらに，光還元反応による金属細線描画に対する未露光部の残膜除去方法について検討し，従来の剥離的な除去から溶解的な除去プロセスに変更することにより，超微細構造を歩留まり高く基板上に残すことに成功した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
波面および偏光制御による超微細金属パターニング技術の創成に向けて，当初計画通り空間光位相変調器を導入して2次元強度分布制御を確立したため．また，プロセス工程においても新たな知見が得られているため．
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| Strategy for Future Research Activity |
空間光位相変調器を用いてラジアル偏光やアジマス偏光など，集光点において特異な偏光分布を示すベクトルビームを生成し，偏光制御による超微細金属構造形成技術を確立する．レーザー強度および描画速度などレーザー照射条件と作製される金属構造との対応関係を明らかにする．
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