ナノスフィアリソグラフィーを用いたFePtナノ粒子の合成と機能性

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16560604
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 嶋 敏之 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (50261508)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三谷 誠司 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (20250813) ; 高梨 弘毅 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (00187981)
• Keywords: FePt規則合金 / スパッタ薄膜 / ナノスフィアリソグラフィー / ナノ粒子 / 微細加工 / 磁気記録媒体 / 自己集合化 / 規則配列

Research Abstract

L1_0構造を有するFePt規則合金はその大きな結晶磁気異方性と数ナノメートルまで微小化した場合にも熱擾乱に耐え得ることから次世代の高密度磁気記録媒体用材料として有望視され、現在盛んに研究開発が行われている。しかしながら、FePtナノ粒子を規則化させると同時にその配列を制御する技術は現在まで確立されておらず、さらに高精度なナノ構造の制御が要求されている。本研究はナノサイズの球状粒子をマスクとして利用したナノスフィアリソグラフィー(Nanosphere Lithograpy)を用いて、FePtナノ粒子が規則配列した構造を安価に作製する技術を確立することを目的とし、さらに優れた磁気特性の発現を目指す。
本年度は規則配列したポリスチレンナノ粒子を1層配列させる技術の確立を目指して研究を行った。ポリスチレンナノ粒子のサイズは50、200、900nmであり、水を溶媒としてナノ粒子が1%分散させた溶液を用いた。分散濃度の調整は水分を蒸発させて行った。最適な作製条件の探索のために、これまでに報告されている引き上げ法、スピンコーティング法、自然乾燥法等の種々の手法を用いた。その結果、これらの手法の中で短時間かつ基板の広い領域(20mm×20mm)に規則配列したナノ粒子が1層堆積すること可能な手法はスピンコーティング法であり、200nmのナノ粒子の場合にはスピナーの回転数は2100rpmである事がわかった。さらに得られたナノ粒子が堆積した試料をArイオンエッチングしたところ、規則配列したナノ粒子の構造を反映し、基板が規則的にエッチングされる事が確認された。今後、FePt規則合金薄膜を用いたFePtナノ粒子の規則配列を目指す。