Fabrication of highly ordered nanolens array and its application to the optical devices

• Project/Area Number: 24686080
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Partial Multi-year Fund
• Research Field: Material processing/treatments
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: KIKUCHI Tatsuya 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60374584)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000); Fiscal Year 2014: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2013: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2012: ¥11,180,000 (Direct Cost: ¥8,600,000、Indirect Cost: ¥2,580,000)
• Keywords: ナノ材料 / 表面・界面制御 / アノード酸化 / アルミニウム

Outline of Final Research Achievements

Highly ordered nanolens array was fabricated via novel self-ordering anodizing. Highly ordered aluminum dimple arrays were formed on an aluminum substrate via selenic and etidronic acid anodizing and subsequent anodic oxide dissolution. The nanostructured aluminum surface led to bright structural coloration with a rainbow spectrum. The shape of the dimple arrays were transferred to a mercapto-ester ultra-violet curable polymer via polymer replications using a nanoimprinting technique. The nanostructured polymer surfaces also exhibited structural coloration based on the periodic nanostructure.

Research Products

• [Journal Article] Highly Ordered Anodic Alumina Nanofibers Fabricated via Two Distinct Anodizing Processes (2015)
  • Author(s): Daiki Nakajima, Tatsuya Kikuchi, Shungo Natsui, Ryosuke O. Suzuki
  • Journal Title: ECS Electrochemistry Letters Volume: 4 Issue: 5 Pages: H14-H17
  • DOI: 10.1149/2.0021505eel
  • NAID: 120005625309
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Polymer nanoimprinting using an anodized aluminum mold for structural coloration (2015)
  • Author(s): Tatsuya Kikuchi, Osamu Nishinaga, Shungo Natsui, Ryosuke O. Suzuki
  • Journal Title: Applied Surface Science Volume: 341 Pages: 19-27
  • DOI: 10.1016/j.apsusc.2015.03.007
  • NAID: 120005572430
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Fabrication of Self-Ordered Porous Alumina via Etidronic Acid Anodizing and Structural Color Generation from Submicrometer-Scale Dimple Array (2015)
  • Author(s): Tatsuya Kikuchi, Osamu Nishinaga, Shungo Natsui, Ryosuke O. Suzuki
  • Journal Title: Electrochimica Acta Volume: 156 Pages: 235-243
  • DOI: 10.1016/j.electacta.2014.12.171
  • NAID: 120005527844
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Porous Aluminum Oxide Formed by Anodizing in Various Electrolyte Species (2015)
  • Author(s): Tatsuya Kikuchi, Daiki Nakajima, Osamu Nishinaga, Shungo Natsui, Ryosuke O. Suzuki
  • Journal Title: Current Nanoscience Volume: 未定
  • NAID: 120005906777
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Ultra-High Density Single Nanometer-Scale Anodic Alumina Nanofibers Fabricated by Pyrophosphoric Acid Anodizing (2014)
  • Author(s): Tatsuya Kikuchi, Osamu Nishinaga, Daiki Nakajima, Jun Kawashima, Shungo Natsui, Norihito Sakaguchi, Ryosuke O. Suzuki
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 4 Issue: 1 Pages: 7411-7411
  • DOI: 10.1038/srep07411
  • NAID: 120005530848
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Growth behavior of anodic oxide formed by aluminum anodizing in glutaric and its derivative acid electrolytes (2014)
  • Author(s): Daiki Nakajima, Tatsuya Kikuchi, Shungo Natsui, Ryosuke O. Suzuki
  • Journal Title: Applied Surface Science Volume: 321 Pages: 364-370
  • DOI: 10.1016/j.apsusc.2014.10.014
  • NAID: 120005476181
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Self-Ordering Behavior of Anodic Porous Alumina via Selenic Acid Anodizing (2014)
  • Author(s): Tatsuya Kikuchi, Osamu Nishinaga, Shungo Natsui, Ryosuke O. Suzuki
  • Journal Title: Electrochimica Acta Volume: 137 Pages: 728-735
  • DOI: 10.1016/j.electacta.2014.06.078
  • NAID: 120005455908
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Fabrication of Anodic Nanoporous Alumina via Acetylenedicarboxylic Acid Anodizing (2014)
  • Author(s): Tatsuya Kikuchi, Osamu Nishinaga, Shungo Natsui, Ryosuke O. Suzuki
  • Journal Title: ECS Electrochemistry Letters Volume: 3 Issue: 7 Pages: C25-C28
  • DOI: 10.1149/2.0071407eel
  • NAID: 120005446633
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Fabrication of anodic porous alumina via anodizing in cyclic oxocarbon acids (2014)
  • Author(s): Tatsuya Kikuchi, Daiki Nakajima, Jun Kawashima, Shungo Natsui, Ryosuke O. Suzuki
  • Journal Title: Applied Surface Science Volume: 313 Pages: 276-285
  • DOI: 10.1016/j.apsusc.2014.05.204
  • NAID: 120005457005
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Fabrication of Anodic Porous Alumina by Squaric Acid Anodizing (2014)
  • Author(s): Tatsuya Kikuchi, Tsuyoshi Yamamoto, Shungo Natsui, and Ryosuke O. Suzuki
  • Journal Title: Electrochimica Acta Volume: 123 Pages: 14-22
  • DOI: 10.1016/j.electacta.2013.12.186
  • NAID: 120005446632
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rapid fabrication of self-ordered porous alumina with 10-/sub-10-nm-scale nanostructures by selenic acid anodizing (2013)
  • Author(s): Osamu Nishinaga, Tatsuya Kikuchi, Shungo Natsui, and Ryosuke O. Suzuki
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 3 Issue: 1 Pages: 2748-2748
  • DOI: 10.1038/srep02748
  • NAID: 120005350091
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Growth Behavior of Anodic Porous Alumina Formed in Malic Acid Solution (2013)
  • Author(s): Tatsuya Kikuchi, Tsuyoshi Yamamoto, and Ryosuke O. Suzuki
  • Journal Title: Applied Surface Science Volume: 284 Pages: 907-913
  • DOI: 10.1016/j.apsusc.2013.08.044
  • NAID: 120005322433
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Aluminum Bulk Micromachining through an Anodic Oxide Mask by Electrochemical Etching in an Acetic Acid / Perchloric Acid Solution (2013)
  • Author(s): Tatsuya Kikuchi, Yuhta Wachi, Masatoshi Sakairi, and Ryosuke O. Suzuki
  • Journal Title: Microelectronic Engineering Volume: 111 Pages: 14-20
  • DOI: 10.1016/j.mee.2013.05.007
  • NAID: 120005322432
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fabrication of a Meniscus Microlens Array Made of Anodic Alumina by Laser Irradiation and Electrochemical Techniques (2013)
  • Author(s): Tatsuya Kikuchi, Yuhta Wachi, Taka-aki Takahashi, Masatoshi Sakairi, and Ryosuke O. Suzuki
  • Journal Title: Electrochimica Acta Volume: 94 Pages: 269-276
  • DOI: 10.1016/j.electacta.2013.02.020
  • NAID: 120005322416
  • Peer Reviewed
• [Presentation] アノード酸化によるアルミナナノファイバーの作製 (2015)
  • Author(s): 菊地竜也、中島大希、川嶋潤、西長理、夏井俊吾、坂口紀史、鈴木亮輔
  • Organizer: 表面技術協会第131回講演大会
  • Place of Presentation: 関東学院大学（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2015-03-05 – 2015-03-06
• [Presentation] ピロりん酸アノード酸化におけるアルミナナノファイバーの成長機構と超親水性発現 (2015)
  • Author(s): 中島大希、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • Organizer: 表面技術協会第131回講演大会
  • Place of Presentation: 関東学院大学（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2015-03-05 – 2015-03-06
• [Presentation] ピロりん酸アノード酸化におけるアルミナナノファイバーの成長挙動 (2015)
  • Author(s): 中島大希、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • Organizer: 平成26年度 日本鉄鋼協会・日本金属学会両支部合同冬季講演大会
  • Place of Presentation: 室蘭工業大学（北海道室蘭市）
  • Year and Date: 2015-01-29 – 2015-01-30
• [Presentation] エチドロン酸アノード酸化とナノ構造制御 (2015)
  • Author(s): 西長理、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • Organizer: 化学系学協会北海道支部 2015年冬季研究発表会
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2015-01-27 – 2015-01-28
• [Presentation] ポーラスアルミナの生成挙動におよぼす電解質化学種の影響 (2014)
  • Author(s): 菊地竜也
  • Organizer: 第31回ARS足柄コンファレンス
  • Place of Presentation: いこいの村あしがら（神奈川県大井町）
  • Year and Date: 2014-11-20 – 2014-11-21
  • Invited
• [Presentation] エチドロン酸アノード酸化と構造色発現 (2014)
  • Author(s): 西長理、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • Organizer: 第31回ARS足柄コンファレンス
  • Place of Presentation: いこいの村あしがら（神奈川県大井町）
  • Year and Date: 2014-11-20 – 2014-11-21
• [Presentation] 環状オキソカーボン酸を用いたポーラスアルミナの作製 (2014)
  • Author(s): 菊地竜也、中島大希、川嶋潤、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • Organizer: 表面技術協会第130回講演大会
  • Place of Presentation: 京都大学（京都府京都市）
  • Year and Date: 2014-09-22 – 2014-09-23
• [Presentation] ケトグルタル酸を用いたポーラスアルミナの作製 (2014)
  • Author(s): 中島大希、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • Organizer: 表面技術協会第130回講演大会
  • Place of Presentation: 京都大学（京都府京都市）
  • Year and Date: 2014-09-22 – 2014-09-23
• [Presentation] エチドロン酸を用いたアルミニウムのアノード酸化―500nm以上のセルサイズを持つ高規則性ポーラスアルミナの作製― (2014)
  • Author(s): 西長理、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • Organizer: 表面技術協会第130回講演大会
  • Place of Presentation: 京都大学（京都府京都市）
  • Year and Date: 2014-09-22 – 2014-09-23
• [Presentation] アノード酸化皮膜の成長挙動におよぼす電解質化学種の影響 (2014)
  • Author(s): 中島大希、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • Organizer: 日本金属学会・日本鉄鋼協会 両北海道支部合同夏季サマーセッション
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2014-07-28
• [Presentation] Fabrication of Highly Ordered Anodic Porous Alumina by Selenic Acid Anodizing (2014)
  • Author(s): 273） Osamu Nishinaga, Tatsuya Kikuchi, Shungo Natsui, Ryosuke O. Suzuki
  • Organizer: AST2014, 2nd International Symposium on Anodizing Science and Technology
  • Place of Presentation: ガトーキングダムサッポロ（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2014-06-04 – 2014-06-06
• [Presentation] セレン酸アノード酸化による高規則性ナノポーラスアルミナの作製 (2014)
  • Author(s): 西長理、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • Organizer: 電気化学会第81回大会
  • Place of Presentation: 関西大学（大阪府吹田市）
• [Presentation] セレン酸アノード酸化皮膜のナノ構造制御 (2014)
  • Author(s): 西長理、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • Organizer: 化学系学協会北海道支部 2014年冬季研究発表会
  • Place of Presentation: 北海道大学（札幌市）
• [Presentation] メルドラム酸を用いたナノポーラスアルミナの作製 (2014)
  • Author(s): 佐渡惇貴、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • Organizer: 化学系学協会北海道支部 2014年冬季研究発表会
  • Place of Presentation: 北海道大学（札幌市）
• [Presentation] スクアリン酸ナノポーラスアルミナの成長挙動 (2014)
  • Author(s): 山本堅士、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • Organizer: 平成25年度 日本鉄鋼協会・日本金属学会両支部合同冬季講演大会
  • Place of Presentation: 北海道立道民活動センター（札幌市）
• [Presentation] ナノポーラスアルミナの規則性におよぼすセレン酸濃度の影響 (2013)
  • Author(s): 西長理、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • Organizer: 第30回ARS弘前コンファレンス
  • Place of Presentation: 弘前パークホテル（青森県弘前市）
• [Presentation] スクアリン酸アノード酸化皮膜の成長挙動 (2013)
  • Author(s): 山本堅士、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • Organizer: 第30回ARS弘前コンファレンス
  • Place of Presentation: 弘前パークホテル（青森県弘前市）
• [Presentation] メルドラム酸を用いたアルミニウムのアノード酸化 (2013)
  • Author(s): 佐渡惇貴、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • Organizer: 第30回ARS弘前コンファレンス
  • Place of Presentation: 弘前パークホテル（青森県弘前市）
• [Presentation] 新しいナノポーラスアルミナを求めて (2013)
  • Author(s): 菊地竜也
  • Organizer: 第30回ARS弘前コンファレンス
  • Place of Presentation: 弘前パークホテル（青森県弘前市）
  • Invited
• [Presentation] セレン酸を用いた新しい高規則性ナノポーラスアルミナの作製 (2013)
  • Author(s): 西長理、菊地竜也、鈴木亮輔
  • Organizer: 表面技術協会第128回講演大会
  • Place of Presentation: 福岡工業大学（福岡市）
• [Presentation] スクアリン酸アノード酸化によるナノポーラスアルミナの作製 (2013)
  • Author(s): 山本堅士、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • Organizer: 表面技術協会第128回講演大会
  • Place of Presentation: 福岡工業大学（福岡市）
• [Presentation] ポーラス型アノード酸化皮膜のマイクロ・ナノテクノロジー (2013)
  • Author(s): 菊地竜也
  • Organizer: 資源・素材2013 平成25年度資源・素材関係学協会合同秋季大会
  • Place of Presentation: 北海道大学（札幌市）
  • Invited
• [Presentation] りんご酸アノード酸化皮膜の生成挙動とナノ構造 (2013)
  • Author(s): 山本堅土、菊地竜也、鈴木亮輔
  • Organizer: 表面技術協会第127回講演大会
  • Place of Presentation: 日本工業大学(埼玉県宮代町)
• [Presentation] りんご酸を用いたアルミニウムのアノード酸化 -サブミクロンディンプル構造の生成- (2013)
  • Author(s): 山本堅士、菊地竜也、鈴木亮輔
  • Organizer: 化学系学協会北海道支部 2013年冬季研究発表会
  • Place of Presentation: 北海道大学(札幌市)
• [Presentation] ポーラス型・バリヤー型複合アノード酸化によるアルミナナノレンズアレイの作製 (2013)
  • Author(s): 上田勇、菊地竜也、鈴木亮輔
  • Organizer: 化学系学協会北海道支部 2013年冬季研究発表会
  • Place of Presentation: 北海道大学(札幌市)
• [Presentation] アノード酸化ナノポーラスアルミナの規則化挙動 (2012)
  • Author(s): 上田勇、菊地竜也、鈴木亮輔、Li Ronghua
  • Organizer: 日本金属学会・日本鉄鋼協会 両北海道支部合同夏季サマーセッション
  • Place of Presentation: 北海道大学(札幌市)
  • Year and Date: 2012-07-24
• [Presentation] ジカルボン酸を用いたナノポーラスアルミナ層の作成 (2012)
  • Author(s): 山本堅士、菊地竜也、鈴木亮輔
  • Organizer: 日本金属学会・日本鉄鋼協会 両北海道支部合同夏季サマーセッション
  • Place of Presentation: 北海道大学(札幌市)
  • Year and Date: 2012-07-24
• [Presentation] 200 Vを超えるりん酸アノード酸化皮膜の作製と光学的応用 (2012)
  • Author(s): 上田勇、菊地竜也、鈴木亮輔、Li Ronghua
  • Organizer: 第29回ARS伊豆長岡コンファレンス
  • Place of Presentation: 伊豆長岡温泉おおとり荘(静岡県伊豆の国市)
• [Presentation] りんご酸を用いたアノード酸化によるアルミニウムナノディンプルの形成挙動 (2012)
  • Author(s): 山本堅士、菊地竜也、鈴木亮輔
  • Organizer: 第29回ARS伊豆長岡コンファレンス
  • Place of Presentation: 伊豆長岡温泉おおとり荘(静岡県伊豆の国市)
• [Presentation] Fabrication of Flexible Alumina Microlens Array by Laser Irradiation and Aluminum Anodizing (2012)
  • Author(s): Tatsuya Kikuchi, Yuhta Wachi, Taka-aki Takahashi, Masatoshi Sakairi, and Ryosuke O. Suzuki
  • Organizer: PRiME 2012, 222nd ECS Meeting and 2012 Fall Meeting of ECSJ
  • Place of Presentation: Hawaii Convention Center(USA)
• [Presentation] 種々のジカルボン酸を用いたポーラスアルミナの作製 (2012)
  • Author(s): 山本堅士、菊地竜也、鈴木亮輔
  • Organizer: 表面技術協会第126回講演大会
  • Place of Presentation: 室蘭工業大学(北海道室蘭市)
• [Presentation] 自己組織化アノード酸化によるナノディンプルアレイの作製 (2012)
  • Author(s): 上田勇、菊地竜也、鈴木亮輔、Li Ronghua
  • Organizer: 日本金属学会第151回講演大会
  • Place of Presentation: 愛媛大学(愛媛県松山市)
• [Presentation] アルミニウムの機械加工と電気化学的表面処理によるアルミナ製マイクロレンズアレイの作製 (2012)
  • Author(s): 菊地竜也、高橋孝明、鈴木亮輔
  • Organizer: 軽金属学会 第122回春期大会
  • Place of Presentation: 九州大学伊都キャンパス(福岡市)
• [Presentation] セレン酸によるアルミニウムのアノード酸化
  • Author(s): 西長理、菊地竜也、鈴木亮輔
  • Organizer: 日本金属学会・日本鉄鋼協会 両北海道支部合同夏季サマーセッション
  • Place of Presentation: 室蘭工業大学（北海道室蘭市）