2011 Fiscal Year Annual Research Report
ナノメカニカル構造の創製とデバイス応用に関する研究
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22226004
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
石原 直 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00422329)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 浩司 日本電信電話株式会社ＮＴＴ物性科学基礎研究所, その他部局等, 研究員 (60374071)
割澤 伸一 東京大学, 新領域創成科学研究科, 准教授 (20262321)
J・J Delaunay 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80376516)
米谷 玲皇 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (90466780)
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| Keywords | ナノメカニクス / ナノ加工・ナノ計測 / 電子ビーム・イオンビーム / ナノ振動子 / 機械共振特性 / ナノ・マイクロデバイス / センシングデバイス |
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| Research Abstract |
ナノメカニカル構造の創製とデバイス応用の研究の２年目として今期は、(1)三次元ナノ構造の作製技術の高度化、(2)電子ビームによるナノメカニカル構造振動測定の高精度化、(3)グラフェン振動子の高Ｑ値化などの研究を進め、並行して、自己検知形ナノ振動子の作製法や高感度な機械振動センシング方式の探索を進めた。具体的な研究実績の概要は以下のとおりである。
(1)電子ビームとイオンビームのレジスト中への侵入深さの違いを利用したＦＩＢ／ＥＢ複合リソグラフィ技術について、適用レジスト材料の拡大、多層レジストプロセスの導入、エッチングとの複合化等を進め、より複雑な三次元ナノ構造作製技術の確立を目指して技術開発を進めた。
(2)電子ビームを用いる振動測定法について、二次電子放出角度依存性を利用する共振測定法を新たに考案し、共振周波数測定の高精度化を進めた。また、ＡＦＭ振動測定技術については、測定可能な測定対象材料（導体、半導体、絶縁物）の範囲、および測定可能な周波数帯域を明らかにした。
(3)剥離法で作ったグラフェンをＦＩＢ－ＣＶＤ法によって支持部にミキシング固定し、ＦＩＢで振動部を整形することで両持ち梁形グラフェン振動子を作製した。アニール処理による支持部レジスト材料熱収縮の効果を用いて、振動梁に引張応力を印加することによりＱ値を大幅に向上できる見通しを得た。
以上の他、センシング信号取り出への簡便な電圧インターフェースの適用を狙いにＥＢ－ＣＶＤ法でで作製したピエゾ抵抗効果による自己検知型ナノ振動子の検討を数進めた。また、ナノ振動子の長手方向に交流電圧（静電引力）を印加する加振方式について、パラメトリック励振、および高周波非線形共振の励起を確認し、今後、高感度センシング手法に展開していく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
（理由）
(1)基盤技術（ナノ構造作製，機械振動特性測定，ナノ振動子特性制御）の開発において、当初計画を上回る機能・性能を持った新技術がいくつも創出できている。
(2)これら基盤技術により今後、センシングデバイス応用への展開を加速できる。
(3)当初に導入を計画した実験装置（ＥＢ露光装置，ＳＥＭ，ヘテロダイン干渉測定機など）の整備を完了した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究計画の当初から進めているナノ構造の作製、および特性測定・評価・制御に関する基盤技術のブラッシュアップを進めるとともに、これら基盤技術を駆使してこれまでに得られたナノメカニカル構造の機械共振特性のデバイス応用の研究を進める。ほぼ、当初計画とおりの研究推進計画である。
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