2018 Fiscal Year Annual Research Report
ナノスケール微細加工および組成分析可能な大気圧プラズマ照射プローブ顕微鏡の開発
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17H03156
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
岩田 太 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (30262794)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永津 雅章 静岡大学, 電子工学研究所, 特任教授 (20155948)
下村 勝 静岡大学, 創造科学技術大学院, 教授 (20292279)
荻野 明久 静岡大学, 工学部, 准教授 (90377721)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 大気圧プラズマ / 走査型プローブ顕微鏡 / ナノピペット / 微細加工 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の研究目的は先端に微小開口を有するナノピペットをプローブとする走査型プローブ顕微鏡を用いて，ナノピペット先端から大気圧プラズマを局所照射することで，表面微細加工と加工状態の分析が可能な新奇なナノ加工・観察および分析システムを開発することである．走査型プローブ顕微鏡により高精度に位置決めされたナノピペットプローブ先端から大気圧プラズマとして低周波低温プラズマおよび高周波誘導結合プラズマを照射可能にすることで，様々な材料の微細加工法を実現する．さらに加工中のプラズマ相互作用によるプラズマ発光分光などが可能な装置を開発し，寄与する活性種と加工状態の相関などに関する知見を得る．
平成30年度は前年度に構築した大気圧プラズマ照射技術として加工効率向上を目的とした誘導結合プラズマ（Inductively Couple d Plasma、：ICP）を用いた高周波プラズマを照射可能なシステムについて，各種パラメータの最適化を行うことで，プラズマ照射制御の精度向上と微細化の実現に取り組んだ．低周波の低温プラズマに加えて、高周波プラズマを照射可能なシステムとすることで，それぞれの照射による加工特性や加工効率を比較し，高周波プラズマによる加工効率の優位性を確認した．その後，この加工システムの加工精度の向上のために，開発した低周波および高周波プラズマ照射可能なナノピペットプラズマ照射源を走査型プローブ顕微鏡（SPM）に実装するための設計を開始し，装置構築に着手した．
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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
平成30年度は前年度に構築した誘導結合プラズマを用いた高周波プラズマを照射可能なシステムについて，加工効率向上を目的とした各種パラメータの最適化を行うことと，そのシステムの走査型プローブ顕微鏡への複合化装置の開発に取り組むことであった．最初の目的における加工の条件出しでは，低周波における高周波プラズマの加工優位性を確認することができた．続けて取り組んだプラズマ照射源を走査型プローブ顕微鏡（SPM）に実装した複合化装置の開発においては，その設計およびシステム構築に着手できたことから，概ね計画通り進展していると判断できる．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はこれまでに構築した高周波プラズマを照射可能なシステムについて、動作確認の結果,明らかになった不具合について改善、調整を行い、各種パラメータの最適化を行うことで、プラズマ照射制御の精度向上と微細化の実現に取り組む。現在，高周波プラズマを照射可能なシステムの開発において，ICPプラズマでの熱でピペット先端が破損する問題などが生じており，今後はその解決に向け，コイルの位置を工夫することで、高周波プラズマ照射を安定化させた加工装置を完成させ、加工精度や加工効率を評価していく。その後、走査型プローブ顕微鏡（SPM）に実装し、ピペット先端の高精度な位置決めと、照射後の加工表面を観察するシステムを完成させる．さらに照射したプラズマと加工材料との相互作用を評価可能な分析システムとして分光器を用いた装置の構築と評価に取り組む．
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