2016 Fiscal Year Annual Research Report
超微細機械加工と自己組織化を併用したナノ加工技術の確立と光学機能創出への適用
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26249007
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
吉野 雅彦 東京工業大学, 工学院, 教授 (40201032)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松村 隆 東京電機大学, 工学部, 教授 (20199855)
長尾 忠昭 国立研究開発法人物質・材料研究機構, その他部局等, その他研究員 (40267456)
山中 晃徳 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50542198)
梅原 徳次 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70203586)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 超微細加工 / 自己組織化 / 微細金属素子 / 金属ナノドットアレイ / 熱デウェッティング / 製造技術 / 光メタマテリアル / プラスチックフィルム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
①母型の作製法：母型の超微細構造を作製するために超精密切削加工法および超微細塑性加工法を検討した。超微細切削加工法は相対的に加工効率が高いが、アモルファス材料である石英ガラスを素材とした場合、ダイヤモンド工具の摩耗が速く十分な面積を加工することが困難であることが明らかになった。そこで硬度の低いNi-Pコーティング膜を素材とすることにした。ただし本研究で用いている超微細切削加工実験装置では剛性が不十分で加工溝の均一性に問題があるが、これは新たな装置開発で解決できると考えられる。
一方、FIBを用いてダイヤモンド工具先端に微細な素子形状を加工した押込み工具を作製し、超微細塑性加工法で純アルミニウム単結晶表面に微細凹形状を多数加工した。良好な転写形状が得られ、本手法で大面積の母型の作製が可能であることが示された。
②ケミカルスタンプ法：母型形状をホットプレスによりプラスチック板に転写しプラスチックモールドを作製する。有機溶剤をインクとしプラスチックモールドで清浄な石英ガラス基板にスタンプし、乾燥後その上から金薄膜をスパッターコーティングする。その基板を焼鈍し熱デウェッティングによりスタンプ形状に自己組織化させる方法を検討した。またコーティングした金薄膜にボンドを塗り、乾燥後剥離することにより母型形状を作製する方法を開発した。
③転写法：石英ガラス基板に微細素子形状を加工し、そこに金薄膜をコーティングした後熱デウェッティング法で微細素子形状に自己組織化させた後、フィルムに転写する方法を検討した。ガラス基板の製作効率や素子の転写効率の点で不利であることが判った。
④光学特性：製作した微細金属素子の可視光領域での消散スペクトルを測定し、光学特性を評価した。作製した素子形状は可視光領域ではまだ十分な特性が示されず、素子の形状精度の向上が必要であることが判った。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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