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2012 Fiscal Year Annual Research Report

高規則化ナノレンズアレイの創成と光学的応用

Research Project

Project/Area Number 24686080
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

菊地 竜也  北海道大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (60374584)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywordsナノ材料 / 表面・界面制御 / アノード酸化
Research Abstract

本研究においては、自己組織化電気化学プロセスと種々の表面処理法を融合することにより、直径10~500nmの極微小レンズを高密度に配列したナノレンズアレイ作製法の確立を目的とする。
平成24年度においては、上述のナノレンズアレイを作製するためのファーストステップとして、アノード酸化による高密度・自己組織化ナノ曲面構造の形成を試みた。高純度アルミニウム試料を硫酸、しゅう酸、りん酸およびりんご酸などの各種酸性水溶液中に浸漬してアノード酸化を行うと、それぞれの水溶液の化成電圧、すなわちセルサイズに対応したナノポーラスアルミナを形成できた。硫酸、しゅう酸およびりん酸は比較的簡便に高規則性を持つナノポーラスアルミナが生成したが、りんご酸の場合には、初期に結晶粒界からポーラス層の成長が長じたのち、長時間のアノード酸化により粒内アノード酸化へと移行した。これは、結晶粒界における不整合界面の生成および不純物の存在によるものと考えられた。アノード酸化ののち、試料をクロム酸/りん酸混合水溶液中に浸漬してアノード酸化皮膜を溶解すると、アルミニウム素地上に高密度ナノディンプル構造が生成した。ナノディンプル構造の外観および規則性を原子間力顕微鏡により検討すると、硫酸、しゅう酸およびりん酸では良好であったが、りんご酸の場合にはサイズの不規則性や突起部の形成が確認された。このようなナノディンプル形成試料を「型」として、種々のアノード酸化を行うことにより、高い規則性を有するナノレンズアレイが作製できると予想される。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

自己組織化アノード酸化皮膜化成法の詳細を検討し、ナノポーラスアルミナおよびナノディンプル構造の形成に成功しており、おおむね研究計画どおり進展しているため。

Strategy for Future Research Activity

今後は、ナノポーラスアルミナのより精緻な構造形成、バリヤー型アノード酸化を融合したレンズ上構造の構築およびレンズ薄膜分離プロセスの探索について検討を深めたい。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

24年度は、比較的順調に研究が進展したため、次年度への繰越金が若干生じた。25年度は、種々の表面処理プロセスを考察するため、化学薬品等消耗品の使用量の増大が予想されるため、それらに充当する予定である。

  • Research Products

    (12 results)

All 2013 2012

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (11 results)

  • [Journal Article] Fabrication of a Meniscus Microlens Array Made of Anodic Alumina by Laser Irradiation and Electrochemical Techniques2013

    • Author(s)
      Tatsuya Kikuchi, Yuhta Wachi, Taka-aki Takahashi, Masatoshi Sakairi, and Ryosuke O. Suzuki
    • Journal Title

      Electrochimica Acta

      Volume: 94 Pages: 269-276

    • DOI

      10.1016/j.electacta.2013.02.020

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] りんご酸アノード酸化皮膜の生成挙動とナノ構造2013

    • Author(s)
      山本堅土、菊地竜也、鈴木亮輔
    • Organizer
      表面技術協会第127回講演大会
    • Place of Presentation
      日本工業大学(埼玉県宮代町)
    • Year and Date
      20130318-20130319
  • [Presentation] りんご酸を用いたアルミニウムのアノード酸化 -サブミクロンディンプル構造の生成-2013

    • Author(s)
      山本堅士、菊地竜也、鈴木亮輔
    • Organizer
      化学系学協会北海道支部 2013年冬季研究発表会
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌市)
    • Year and Date
      20130129-20130130
  • [Presentation] ポーラス型・バリヤー型複合アノード酸化によるアルミナナノレンズアレイの作製2013

    • Author(s)
      上田勇、菊地竜也、鈴木亮輔
    • Organizer
      化学系学協会北海道支部 2013年冬季研究発表会
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌市)
    • Year and Date
      20130129-20130130
  • [Presentation] 200 Vを超えるりん酸アノード酸化皮膜の作製と光学的応用2012

    • Author(s)
      上田勇、菊地竜也、鈴木亮輔、Li Ronghua
    • Organizer
      第29回ARS伊豆長岡コンファレンス
    • Place of Presentation
      伊豆長岡温泉おおとり荘(静岡県伊豆の国市)
    • Year and Date
      20121101-20121102
  • [Presentation] りんご酸を用いたアノード酸化によるアルミニウムナノディンプルの形成挙動2012

    • Author(s)
      山本堅士、菊地竜也、鈴木亮輔
    • Organizer
      第29回ARS伊豆長岡コンファレンス
    • Place of Presentation
      伊豆長岡温泉おおとり荘(静岡県伊豆の国市)
    • Year and Date
      20121101-20121102
  • [Presentation] Fabrication of Flexible Alumina Microlens Array by Laser Irradiation and Aluminum Anodizing2012

    • Author(s)
      Tatsuya Kikuchi, Yuhta Wachi, Taka-aki Takahashi, Masatoshi Sakairi, and Ryosuke O. Suzuki
    • Organizer
      PRiME 2012, 222nd ECS Meeting and 2012 Fall Meeting of ECSJ
    • Place of Presentation
      Hawaii Convention Center(USA)
    • Year and Date
      20121007-20121012
  • [Presentation] 種々のジカルボン酸を用いたポーラスアルミナの作製2012

    • Author(s)
      山本堅士、菊地竜也、鈴木亮輔
    • Organizer
      表面技術協会第126回講演大会
    • Place of Presentation
      室蘭工業大学(北海道室蘭市)
    • Year and Date
      20120927-20120928
  • [Presentation] 自己組織化アノード酸化によるナノディンプルアレイの作製2012

    • Author(s)
      上田勇、菊地竜也、鈴木亮輔、Li Ronghua
    • Organizer
      日本金属学会第151回講演大会
    • Place of Presentation
      愛媛大学(愛媛県松山市)
    • Year and Date
      20120917-20120919
  • [Presentation] アルミニウムの機械加工と電気化学的表面処理によるアルミナ製マイクロレンズアレイの作製2012

    • Author(s)
      菊地竜也、高橋孝明、鈴木亮輔
    • Organizer
      軽金属学会 第122回春期大会
    • Place of Presentation
      九州大学伊都キャンパス(福岡市)
    • Year and Date
      20120519-20120520
  • [Presentation] アノード酸化ナノポーラスアルミナの規則化挙動2012

    • Author(s)
      上田勇、菊地竜也、鈴木亮輔、Li Ronghua
    • Organizer
      日本金属学会・日本鉄鋼協会 両北海道支部合同夏季サマーセッション
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌市)
    • Year and Date
      2012-07-24
  • [Presentation] ジカルボン酸を用いたナノポーラスアルミナ層の作成2012

    • Author(s)
      山本堅士、菊地竜也、鈴木亮輔
    • Organizer
      日本金属学会・日本鉄鋼協会 両北海道支部合同夏季サマーセッション
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌市)
    • Year and Date
      2012-07-24

URL: 

Published: 2014-07-16  

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