2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of the submicron-size periodic structures by using backside irradiation
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16K17493
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
中住 友香 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究員 (80738021)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | レーザー / 微細構造体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
微細構造を作製する際には鋳型を用いる方法が一般的であるが、鋳型のコストが非常に高いこと、また鋳型を抜く際に微細構造物が壊れやすいなどの問題点があった。また一度鋳型を作製してしまうと、改良することが難しいなどの問題点を抱えていた。本研究では、鋳型を用いることなく微細構造体を簡便に作製可能な手法の開発を目指して、レーザー光を用いた4光束・干渉光学系を構築し構造体が形成できるか検討を行った。光源には安価で汎用性が高い波長405nmの半導体レーザーを採用した。4光束・光学系では、1つのレーザー光を4つに分岐し、基材表面でそれぞれの光を重ね合わせることでレーザー光を干渉させた。開発した装置は、1光束から4光束のレーザー光を選択的に反応溶液に照射することができる。2光束を干渉させた場合には縞状の光パターンを、また3光束もしくは4光束を干渉させた場合にはドットアレイ状の光パターンを形成することができた。反応溶液には、アクリル系のモノマーと光ラジカル開始剤を混合させたものを採用した。基材側から光を照射することで、反応溶液はシランカップリング剤で修飾されたガラス基材上で重合反応が進み構造体を形成した。詳細な検討を行った結果、構造形成には反応液に含まれる開始剤濃度の影響が大きいことが明らかとなった。開始剤濃度が飽和濃度に近い場合にのみ、数100nm周期の縞状・ドットアレイ状の構造体を形成することができた。また、ここで得られた表面処理技術を応用して、キャピラリー内壁にあるフューズドシリカの表面処理についても検討を行った。本検討で得られた表面処理方法を応用することで、表面コーティング可能なことを確認した。処理したキャピラリーに電圧を印加したところ、表面コーティングなしでは分離できない、DNAの分離もキャピラリー内で行うことができた。今後は得られた知見を、様々な分野に応用していく。
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