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光学応用に資する可視光応答二分割スプリットリングの大面積および集積構造の作製

Publicly Offered Research

Project AreaElectromagnetic Metamaterials
Project/Area Number 25109703
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

久保 祥一  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (20514863)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000)
Fiscal Year 2014: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2013: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Keywordsメタマテリアル / ナノインプリントリソグラフィ / 界面
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題は、線幅約50nmの金細線からなる二分割スプリットリング(SRR)構造を作製し、これを大面積化・集積化することによって、可視光領域で応答するメタマテリアルへの展開を目指した。本年度は、大面積化に対応するため、光ナノインプリントリソグラフィによるSRR構造作製を基本とし、モールド(鋳型)から金薄膜への正確な構造転写を実現する要素技術開発を行った。
昨年度に、ドライエッチングに対する耐性に優れるレジスト材料として選定した、芳香環を含有するジメタクリレートモノマーを主成分とする光硬化性組成物を主材料として用いた。金薄膜の加工プロセスとして、リバース型光ナノインプリントリソグラフィを検討した。Arイオンミリングによるエッチング速度の速いジアクリレートモノマーを主成分とする光硬化性組成物を金薄膜基板上に成膜し、光ナノインプリントによりSRR型凹パターンを形成し、上記の芳香環含有光硬化性組成物を塗布・硬化させた後に、Arイオンミリングを行うことで、レジストパターンの凹凸を反転させることができた。これをマスクとして引き続きArイオンミリングを行い、金SRRを形成させた。このプロセスによって、モールドの形状を忠実に反映した金SRR配列体を作製できることを見出し、大面積化が十分に可能であることを示した。また、金SRR配列体の積層化についての原理検証、および、光学特性に関わる理論的考察と実験的観測結果との相補的な検討に基づき、集積化・可視光応答メタマテリアル実現への基礎を築く科学的知見を得た。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Reverse tone ultraviolet nanoimprint lithography with fluorescent UV-curable resins2015

    • Author(s)
      T. Uehara, S. Kubo, M. Nakagawa
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 54

    • NAID

      210000145283

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ナノインプリントリソグラフィによる可視光応答メタマテリアル作製2014

    • Author(s)
      上原卓也,久保祥一
    • Journal Title

      月刊オプトロニクス

      Volume: 33 Pages: 55-59

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Journal Article] Split-Ring Resonators Interacting with a Magnetic Field at Visible Frequencies2013

    • Author(s)
      Tatsuya Tomioka, Shoichi Kubo, Masaru Nakagawa, Morihisa Hoga, and Takuo Tanaka,
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 103 Issue: 7 Pages: 71104-71104

    • DOI

      10.1063/1.4818666

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication of Gold Split-ring Resonator Arrays by Surface-assisted Ultraviolet Nanoimprint Lithography Using Hydroxy-terminated Alkanethiol Monolayers2013

    • Author(s)
      T. Uehara, T. Tomioka, S. Kubo, M. Hoga, M. Nakagawa
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 42 Issue: 12 Pages: 1475-1477

    • DOI

      10.1246/cl.130720

    • NAID

      130004867829

    • ISSN
      0366-7022, 1348-0715
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Reverse tone UV nanoimprint lithography with fluorescent UV-curable resin2014

    • Author(s)
      Takuya Uehara, Shoichi Kubo, Masaru Nakagawa
    • Organizer
      27th International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • Place of Presentation
      Fukuoka, Japan
    • Year and Date
      2014-11-07
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] UV nanoimprint lithography with two fluorescent UV-curable resins2014

    • Author(s)
      Takuya Uehara, Shoichi Kubo, Masaru Nakagawa
    • Organizer
      International Symposium on Integrated Molecular/Materials Science and Engineering
    • Place of Presentation
      Nanjing, China
    • Year and Date
      2014-11-01
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Monolayer-assisted nanoimprint lithography to fabricate visible frequency metamaterials2014

    • Author(s)
      Shoichi Kubo, Takya Uehara, Masaru Nakagawa
    • Organizer
      13th International Conference on Nanoimprint and Nanoprint Technology
    • Place of Presentation
      Kyoto, Japan
    • Year and Date
      2014-10-23
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Fabrication of split-ring resonator arrays towards visible frequency metamaterials by monolayer-assisted nanoimprint lithography2014

    • Author(s)
      Shoichi Kubo, Tatsuya Tomioka, Takuya Uehara, Masaru Nakagawa
    • Organizer
      META’14, The 5th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics
    • Place of Presentation
      Nanyang Technological University, Singapore
    • Year and Date
      2014-05-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 光ナノインプリントリソグラフィにより作製したサブ50nm線幅の金のスプリットリング共振器配列体

    • Author(s)
      上原卓也, 久保祥一, 中川勝
    • Organizer
      NGL2013 Workshop
    • Place of Presentation
      東京
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Fabrication of Au split-ring resonator arrays by UV nanoimprint lithography

    • Author(s)
      Takuya Uehara, Shoichi Kubo, Masaru Nakagawa
    • Organizer
      International Symposium on Integrated Molecular/Materials Science and Engineering
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 光で操るナノインプリントリソグラフィ

    • Author(s)
      久保祥一
    • Organizer
      2013年度第4回ナノインプリント技術研究会 / 高分子学会 光反応・電子用材料研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Split-ring Resonator Arrays for Visible Frequency Metamaterials Fabricated by Nanoimprint Lithography

    • Author(s)
      Shoichi Kubo, Tatsuya Tomioka, Masaru Nakagawa, Morihisa Hoga, Takuo Tanaka
    • Organizer
      2013 MRS Fall meeting
    • Place of Presentation
      Boston, MA, USA
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] サブ100 nmサイズ金構造体の作製に向けた光ナノインプリントリソグラフィプロセスの検討

    • Author(s)
      上原卓也, 久保祥一, 中川勝
    • Organizer
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      厚木
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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