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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

Research Project

Project/Area Number 26249007
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

吉野 雅彦  東京工業大学, 工学院, 教授 (40201032)

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)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
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
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。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (9 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] インド工科大学デリー校(インド)

    • Country Name
      INDIA
    • Counterpart Institution
      インド工科大学デリー校
  • [Journal Article] Fabrication of Metallic Nanodot Arrays Using Nano Chemical Stamping Technique with a Polymer Stamp2016

    • Author(s)
      Potejana Potejanasak, Masahiko Yoshino, Motoki Terano
    • Journal Title

      Int. J. of Automation Technology

      Volume: 10 Pages: 793-802

    • DOI

      10.20965/ijat.2016.p0794

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Fabrication of Metallic Micro Line and Space Structure by Chemical Stamping2017

    • Author(s)
      Hao Shen, Motoki Terano, Masahiko Yoshino, Duc Phuc Truong
    • Organizer
      2017年精密工学会春季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      慶応大学理工学部(日吉)
    • Year and Date
      2017-03-13 – 2017-03-15
  • [Presentation] Efficient Fabrication Method of Ordered Metal Nanodot Array by Transferring to Plastic Films2016

    • Author(s)
      Satoshi NAKAJIMA, Motoki TERANO, Masahiko YOSHINO
    • Organizer
      ICPE2016
    • Place of Presentation
      hamamatsu, Japan
    • Year and Date
      2016-11-14 – 2016-11-16
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] New manufacturing process of metal nanowires on a substrate by combination of chemical stamping and sputter coating2016

    • Author(s)
      Masahiko Yoshino, Potejana Potejanasak, Motoki Terano
    • Organizer
      ICAMN2016
    • Place of Presentation
      Hanoi, Vietnam
    • Year and Date
      2016-10-03 – 2016-10-04
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 超微細塑性加工と自己組織化を用いた光メタマテリアル用二層ロッド構造共振素子の開発2016

    • Author(s)
      寺野元規,吉野雅彦,上野貴之
    • Organizer
      日本機械学会 2016年度年次大会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡)
    • Year and Date
      2016-09-11 – 2016-09-14
  • [Presentation] 超微細加工を用いた金属ナノドットアレイの製作と光学センサーへの応用2016

    • Author(s)
      吉野 雅彦
    • Organizer
      2016年度精密工学会秋季講演会
    • Place of Presentation
      茨城大学(水戸)
    • Year and Date
      2016-09-06 – 2016-09-08
    • Invited
  • [Presentation] ケミカルプリントによる超微細構造の作製2016

    • Author(s)
      Potejana Potejanasak,吉野 雅彦,寺野 元規
    • Organizer
      2016年度砥粒加工学会学術講演会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学(姫路)
    • Year and Date
      2016-08-31
  • [Presentation] 金属薄膜自己凝集過程のin-situ SEM観察2016

    • Author(s)
      寺野元規、吉野雅彦、伊藤寛征、立花繁明
    • Organizer
      日本顕微鏡学会 第72回学術講演会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県)
    • Year and Date
      2016-06-14 – 2016-06-16
    • Invited

URL: 

Published: 2018-01-16  

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