2023 Fiscal Year Annual Research Report
Development of metallic coating technique onto 3D-printed polymer for fabrication of Terahertz wireless communication devices
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20H02511
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
百瀬 健 熊本大学, 半導体・デジタル研究教育機構, 准教授 (10611163)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小西 邦昭 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (60543072)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 超臨界流体薄膜堆積法 / 金属コーティング / テラヘルツ波 / 導波管 / 3Dプリンタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
3Dプリンタによりポリマー3次元構造体を形成し，表面を金属薄膜により被覆することにより，従来の金属切削加工では成しえなかった微細かつ複雑な構造を形成し，テラヘルツ波デバイスとして使用することを目指している。そのためこれまでに，伝搬損失を定量的に導出できる物理モデルを構築し，本モデルに基づき，銅が最適膜材料であること，ならびに必要膜厚は膜のバルク比抵抗に依存し変化するが100-300nm程度であることを見出してきた。これまでは，平坦シリコン基板上にスパッタリングにより薄膜を形成し，伝搬損失の原理追及を行ってきたが，今年度は低抵抗な銅薄膜を3Dプリンタにより作製した複雑な3次元構造を有するテラヘルツ波デバイス内に均一に形成する技術を検討した。具体的には，優れた段差被覆性を持つ超臨界流体薄膜堆積法(SCFD)を検討した。本技術は超臨界二酸化炭素内において，有機金属化合物原料を還元し，薄膜を得る手法であり，シリコン基板表面に形成されたナノトレンチに対してアスペクト比が100を超える構造であっても均一な膜形成が報告されている。堆積した薄膜には不純物が残存することが分かり，またその不純物がテラヘルツ波の伝搬特性を低下させる要因であることが分かった。シリコン基板上への製膜ではそのような不純物が生じないことからポリマー下地に由来する可能性を検討し，製膜前の前処理により不純物の低減に成功した。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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