量子ビームを用いた高アスペクトマルチナノアレイエレクトロッドの作製

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21686087
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 大島 明博 大阪大学, 産業科学研究所, 特任研究員 (80398924)
• Keywords: 量子ビーム / マイクロアレイ / ナノ材料 / 金属還元 / 超低エネルギーEB / プラズマ

Research Abstract

架橋体を含むパーフルオロ系高分子に対して、各種イオンビームによる真空中直接エッチングを行い、ナノスケールで制御された微細加工体の作製条件、ならびに、電子線グラフト法によりスチレンモノマーをグラフト反応させ、イオン交換基を試料中に導入し、その後、金属イオンで塩化処理する条件を検討した。また、金属イオンで塩化処理後の試料について、量子ビームを使って金属イオンの直接固相還元によりパターン化された金属粒子を析出させることを検討した。
微細加工に関しては、高エネルギーイオン照射でもマイクロスケールの直接エッチング加工が可能であることを見いだした。一方、高分子固体中の金属イオンの導入に関しては、試薬に硝酸銀を用いてグラフト鎖に銀イオンを付与した。その後、各種量子ビームを用いて還元条件の検討を進めた。昨年度までの結果から.プラズマによる銀粒子の還元をSEM-EDXで観察しているが、今年度は、XRDを用いて、プラズマによる還元条件を特定した。O_2プラズマでは、酸化銀となってしまうこと、Arプラズマでは酸化されずに、ほぼすべての銀粒子の還元が起きていることを明らかにした。また,超低エネルギーEB装置を用いて、100kVの電子ビームによる金属還元条件を検討した結果、10mC/cm2以上の照射により銀粒子の析出が起きることをSEM-EDXで見いだした。さらに、集束イオンビームを用いてナノアレイ電極作成のための、任意形状のパターン照射を行い、高分子固体中に担持した銀イオン金属還元により1ミクロン程度の太さの配線を行うことが可能であることをSEM-EDXで観察できた。

Research Products

• [Journal Article] Surface modificationofpolymericmaterialsusingultralowenergyelectron beam irradiation (2011)
  • Author(s): Akihiro Oshima, Fumiya Shiraki, Hajime Fujita, Masakazu Washio
  • Journal Title: RadiationPhysicsandChemistry Volume: 80 Pages: 196-200
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nano- and micro-fabrication of perfluorinated polymers using quantum beam technology (2011)
  • Author(s): Nozomi Miyoshi, Akihiro Oshima, Tatsuya Urakawa, Naoyuki Fukutake, Hiroyuki Nagai, Tomoko Gowa, Yuya Takasawa, Tomohiro Takahashi, Yukari Numata, Takanori Katoh, Etsuko Katoh, Seiichi Tagawa, Masakazu Washio
  • Journal Title: RadiationPhysicsandChemistry Volume: 80 Pages: 230-235
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 機能性フッ素樹脂を用いた各種プラズマ暴露による金属還元に関する研究 (2011)
  • Author(s): 坪倉英裕, 高橋朋宏, 藤田創, 大山(五輪)智子, 山本洋揮, 大島明博, 田川精一, 鷲尾方一
  • Organizer: 日本化学会 第91春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学(横浜)
  • Year and Date: 2011-03-27
• [Presentation] 機能性微細パターン作製のための金属担持高分子に対する集束イオンビーム加工に関する研究 (2010)
  • Author(s): 坪倉英裕, 高澤侑也, 高橋朋宏, 大久保聡, 大山(五輪)智子, 山本洋揮, 大島明博, 田川精一, 鷲尾方一
  • Organizer: 第53回放射線化学討論会
  • Place of Presentation: 名古屋大学(名古屋)
  • Year and Date: 20100922-20100923
• [Presentation] Study on Reduction of Metal Ions in Functionalized Fluorinated-Polymers by Means of Plasma Exposure (2010)
  • Author(s): H.Tsubokura, T.Takahashi, H.Fujita, T.(Gowa) Oyama, H.Yamamoto, A.Oshima, S.Tagawa, M.Washio
  • Organizer: 2010 Internatinal Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2010)
  • Place of Presentation: Hawaii(USA)
  • Year and Date: 2010-12-17
• [Presentation] Nano-Scale fabrication of Perfluorinated Polymers using Focused Ion Beams (2010)
  • Author(s): Akihiro Oshima, Tomohiro Takahashi, Satoshi Okubo, Naoyuki Fukutake, Yuya Takasawa, Tomoko Gowa, Masakazu Washio, Seiichi Tagawa
  • Organizer: 2010 Internatinal Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2010)
  • Place of Presentation: Hawaii(USA)
  • Year and Date: 2010-12-16
• [Presentation] 重イオン照射による傾斜機能材料の創製 (2010)
  • Author(s): 大島明博, 白木文也, 高澤侑也, 藤田創, 吉川妙子, 巽貴浩, 坪倉英裕, 高橋朋宏, 大山(五輪)智子, 坂上和之, 岡壽崇, 工藤久明, 村上健, 鷲尾方一, 濱義昌
  • Organizer: 第53回放射線化学討論会
  • Place of Presentation: 名古屋大学(名古屋)
  • Year and Date: 2010-09-21
• [Presentation] Ag^<+>含有高分子の量子ビーム照射による直接還元に関する研究 (2010)
  • Author(s): 坪倉英裕, 高澤侑也, 高橋朋宏, 白木文也, 藤田創, 五輪智子, 佐々木隆, 山本洋揮, 大島明博, 田川精一, 鷲尾方一
  • Organizer: 第47回アイソトープ学会
  • Place of Presentation: 科学未来館(東京)
  • Year and Date: 2010-07-07
• [Patent(Industrial Property Rights)] 微細構造体及びその製造方法 (2011)
  • Inventor(s): 大島明博、田川精一、鷲尾方一、大山智子、高橋朋宏、大久保聡、小林亜暢、長澤尚胤、田口光正
  • Industrial Property Rights Holder: 大阪大学、早稲田大学、日本原子力研究開発機構
  • Industrial Property Number: 特許、特願2011-52359
  • Filing Date: 2011-03-10