室温ナノインプリンントの転写メカニズム解明とその応用に関する研究
| Project/Area Number |
11J09390
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Microdevices/Nanodevices
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| Research Institution | University of Hyogo |
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| Research Fellow |
姜 有志 兵庫県立大学, 高度産業科学技術研究所物質理学研究科物質科学専攻, 特別研究員DC1
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| Project Period (FY) |
2011 – 2013
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2013)
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| Budget Amount *help |
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2013: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
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| Keywords | HSQ / 室温ナノインプリント / SERS / 金ナノ粒子 / 電荷 / ラマン測定 / 4bpy / デバイス / 水素シルセスキオキサン / ヤング率 / 密度 / イオンエッチング / 共鳴振動数 / ポリジメチルシロキサン / ポーラス形状 / ネットワーク化 / 溶媒 / 転写性 / インデンター / 電子顕微鏡 / マニピュレーター |
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| Research Abstract |
これまでに、HSQを用いた室温ナノインプリントの転写メカニズムを多くの基礎実験を行い、科学的に明らかにしてきた。最終年度は新規提案・開発したPDMSモールドを利用したHSQへの室温ナノインプリントを用いて、SERS用HSQ基板作製およびそのデバイス評価を行った。また有機材料であるSU-8を用いてSERS基板を作製し、HSQを用いて作製したSERS基板との比較を行った。
無処理のHSQパターン上では金ナノ粒子が集積しなかった。これはHSQ表面が撥水性のため凸メニスカスが発生し、粒子配列が困難だったと考えられる。MPSを修飾していない金ナノ粒子を表面処理を施したHSQパターンおよびSU-8パターン上に配列させた場合、Van der Waals力によって金粒子が凝集して大きな塊となってしまった。他方、MPS修飾した負電荷の金粒子を用いた場合、アニール処理後および酸素RIE処理後の負電荷のHSQおよびSU-8では粒子がパターンに配列したが、APTES処理を行った正電荷のHSQでは静電引力が強いためパターンに沿わずランダムに配列している。以上の結果より、粒子-粒子間に強い引力があると、金粒子が大きな塊となりパターン上に粒子が規則的に配列さない。粒子-基板間に強い引力があると、粒子が基板上に吸着し動けなくなるため、パターン上に粒子が規則的に配列されない。そのため、パターン上に粒子を規則配列するには、粒子-粒子間および粒子-基板間に斥力が生じる必要があることを確認した。
金ナノ粒子が配列されている基板に4bpyを滴下し赤外レーザーにてラマン測定を行った。粒子を配列させていない基板では、ピークを観測出来なかった。他方、金粒子を配列させたHSQ基板ではラマンピークが増強され、4bpyに関するピークを観測できた。しかし、SU-8上で粒子を配列させた基板ではSU-8に関する有機ピークも増強されて観測され、4bpyのピークを特定することは困難であった。これらの実験結果から、無機材料であるHSQ上に配列させた金ナノ粒子がSERS測定に適していることを確認した。
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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
これまでに、HSQを用いた室温ナノインプリントの転写メカニズムを多くの基礎実験を行い、科学的に明らかにしてきた。最終年度は新規提案・開発したPDMSモールドを利用したHSQ室温ナノインプリントを用いて、SERS用HSQ基板作製およびそのデバイス評価を行った。金微粒子のHSQ溝パターンへの配列挙動を基礎的実験を積み重ねて明らかにし、金微粒子のHSQ溝パターンへの配列に成功し、期待したデバイス特性評価を得ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
(抄録なし)
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Report
(3 results)
Research Products
(26 results)
