2015 Fiscal Year Annual Research Report
触媒反応の局所空間制御による表面化学ナノファブリケーション
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26630025
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
柴田 隆行 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10235575)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ナノ加工 / AFM加工 / 触媒援用加工 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，加工対象である固体表面と雰囲気物質（液体または気体分子）の化学反応を“触媒”によって促進し，かつ当該反応をナノ空間内に制御することで，位置選択的に材料除去（化学エッチング）を行う革新的なナノ加工技術（表面化学ナノファブリケーション）の開発を目的として実施した．平成27年度に得られた主な成果は次のとおりである．
1．Pt触媒プローブを用いたナノ加工
（1）白金（Pt）を被覆した原子間力顕微鏡（AFM）プローブを加工用ツールとし，Pt触媒によって化学反応を促進し，かつ局所空間に制御することで，水中でのSiのナノ化学加工技術を確立した．（2）加工実験および電気化学反応に基づく考察から，純水中での化学的除去加工のメカニズムは，Pt触媒表面での溶存酸素の還元反応による水酸化物イオンの生成と，生成された水酸化物イオンとSiの酸化反応による水に可溶なケイ酸塩の生成によるものであることを明らかにした．（3）第3電極として水中に浸漬したPt電極の電位を制御することで，Pt触媒AFMプローブ表面（加工点近傍）での溶存酸素の還元反応（水酸化物イオンの生成）が促進され，加工速度が約50倍に向上することを示した．
2．TiO2光触媒プローブを用いたナノ加工
（1）Ti薄膜（厚さ100nm）の陽極酸化によるAFMプローブ探針表面へのアナターゼ型酸化チタン（TiO2）薄膜の形成技術を確立した．（2）TiO2光触媒AFMプローブを用いて，蛍光標識DNA（塩基長19bp）の光分解（紫外線照射によるパターニング）を行い，局所領域に光触媒反応を制御できることを示した．（3）TiO2光触媒AFMプローブを用いて，生細胞（HeLa細胞）の細胞膜穿孔を行い，細胞のナノ化学加工技術としての有効性を実証した．
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Research Products
(12 results)
