放射線プロセスによる位置制御可能なケミカルフリー水中酸化物結晶生成法の確立
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22K04986
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 31010:Nuclear engineering-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
岡本 一将 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (10437353)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 放射線利用 / 電子線 / 金属酸化物 / 水中結晶成長 / 紫外線 / リソグラフィ / レジスト / 放射線プロセス / ガンマ線（γ線） / 酸化亜鉛 / 水中結晶合成 / 放射線化学 |
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| Outline of Research at the Start |
現在様々な分野で、金属を含む微細粒子のより高効率で環境負荷が少ない形成プロセス開発が求められている。本研究では、放射線照射を用いて、水中での金属酸化物ナノ結晶の位置制御された形成プロセスの開発を行う。金属含有のパターニング材料（フォトレジスト）を結晶成長の種（種結晶）として水中で結晶成長させることで、直接的に10 nm以下の超微細な金属酸化物結晶の位置制御を可能とし、金属材料自身をソースとする高放射線場でのケミカルフリー金属酸化物結晶成長手法を確立する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在、重金属を含む微細結晶の形成と応用を行う研究が広く展開され、より高効率で環境負荷が少ない生成プロセス開発が求められている。本研究では、電子線照射と水中結晶光合成法(SPSC法)を組み合わせることにより水中での金属酸化物ナノ結晶の位置制御された形成プロセスの開発を行い、デバイス開発を行うことを目的として研究を実施した。重金属含有のパターニング材料（フォトレジスト）を電子線リソグラフィプロセスにより結晶成長の種（種結晶）とし、水中で結晶成長させることで金属酸化物結晶の微細構造体の位置制御を可能とする。さらに、環境汚染の恐れのある金属塩の還元反応を用いず、金属材料自身をソースとすることでケミカルフリーな金属酸化物結晶成長を行う。
今年度は種結晶である有機無機ハイブリッドレジストの取り扱いにおいて、加水分解反応を防ぐことで安定な評価を行うことが可能となったことにより、より均一な種結晶条件での実験が可能となった。さらにSPSC法（電子線、ガンマ線、紫外線照射）および水熱反応による水中酸化亜鉛結晶成長、ならびにガルバニック腐食やフォトリソグラフィによりパターニングを行ったレジストをマスクとすることによって位置選択的結晶成長を行う研究を実施した。さらにSPSC法で形成した酸化亜鉛結晶構造体の応用として、水中でのXe光照射下における酸化亜鉛結晶存在下でのベンゼンからフェノール生成反応に対する光触媒作用について調べた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
初年度、予期しない問題の発生により、1/4の期間しか研究課題を遂行することができなかったため、全体の研究としては当初の予定よりやや遅れているものの、今年度は種結晶である有機無機ハイブリッドレジストの物性および評価およびSPSC法による水中酸化亜鉛結晶成長に関する実験および酸化亜鉛結晶構造体の応用研究に関して、順調に進めることで遅れを取り戻しつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在は予定通り、研究を実施できる状況に戻った。有機無機ハイブリッドレジストについては、従来の亜鉛、銅以外の金属種の含有の検討を行うとともに、高感度化のため金属配位性ポリマーに金属を配位させた組成についても検討を行う。また、電子線およびフォトリソグラフィを組み合わせた結晶構造の位置ならびに構造制御をさらに進めることで、光触媒、電界効果トランジスタ(FET)、発光デバイスへの応用研究を行っていく。
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Report
(2 results)
Research Products
(10 results)
