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ナノヒートスポットによる低コスト・高速・大面積の微細加工法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15360396
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 材料加工・処理
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

桑原 正史  独立行政法人産業技術総合研究所, 近接場光応用工学研究センター, 主任研究員 (60356954)

研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
11,900千円 (直接経費: 11,900千円)
2004年度: 5,300千円 (直接経費: 5,300千円)
2003年度: 6,600千円 (直接経費: 6,600千円)
キーワード光ディスク / 原盤作製 / 熱リソグラフィー / 熱超解像再生 / カーボンナノチューブ / AFM / 担互拡散 / リソグラフィー / 回折限界 / ガウス分布 / TeFeCo / 熱利用 / ナノスケール加工 / 超高密光ディスク / 熱リソグラフィ / 光ディスク原盤 / ZnS-SiO_2 / TbFeCo
研究概要

本研究では、ナノスケールの熱現象に焦点をあて、微細加工法の開発、光ディスクの超解像再生の解明を行った。レーザー光スポット内の光強度の分布は、通常ガウス分布を持ち、それによって励起される温度分布も同様な分布を持つ。従ってある温度以上の領域は、レーザー光のスポット径より遥かに小さくすることができる。ある温度以上における物理・化学的反応をこの領域に閉じ込めることが可能となる。本研究では、この現象を微細加工に応用することにより回折限界以下のサイズを持つ構造物の加工を行い、また超解像再生機構においてこの現象が根底に存在することを明らかにした。微細加工において、ナノスケールのドット作製を試み、最小径、間隔とも50nmのドット作製に成功した。これは、用いた光学系の回折限界の1/6の大きさであり、熱を用いたナノスケール微細加工が可能であることを示した。また、ドットを組み合わせることで、大きさ1μmの文字を描くことにも成功した。超解像再生において、近接場光やプラズモンによる再生機構が唱えられていたが、ナノスケールの熱現象が主な再生機構であることを実験的に証明した。また光ディスク構造の中で、どの層がどのような役割を示しているかについても明確にし、超解像光ディスク開発の指針となった。また本研究では、微細加工と関連して、作製された構造物を詳細に観察するため、カーボンナノチューブ(Carbon Nano Tube, CNT)探針の開発も行った。従来のCNT探針に対してベース探針形状とCNTの長さに改良を加えることにより、高耐久性、低ノイズ化、利便性の向上を実現した。今後は、ナノスケールの熱現象をキーワードに、半導体微細加工への応用、詳細な超解像再生機構の解明、ラマン散乱を利用したナノスケールでの光ディスク温度測定装置の開発を行う予定である。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2005 2004 2003

すべて 雑誌論文 (18件) 産業財産権 (6件)

  • [雑誌論文] Improvement in the aspect ratio of fabricated minute dots by the volume change thermal lithography technique2005

    • 著者名/発表者名
      M.Kuwahara et al.
    • 雑誌名

      Microelectronic Engineering 78-79

      ページ: 359-363

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Volume-Change Thermal Lithography for Ultra-High Density Optical ROM Mastering Process2005

    • 著者名/発表者名
      M.Kuwahara et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE 5662

      ページ: 51-56

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Improvement in the aspect ratio of fabricated minute dots by the volume change thermal lithography technique2005

    • 著者名/発表者名
      M.Kuwahara, J.Kim, P.Fons, J.Tominaga
    • 雑誌名

      Microelectronic Engineering 78-79

      ページ: 359-363

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Volume-Change Thermal Lithography for Ultra-High Density Optical ROM Mastering Process2005

    • 著者名/発表者名
      M.Kuwahara, J.Kim, Y.Duseop, J.Tominaga
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE (5^<th> International Symposium on Laser Precision Microfabrication) 5662

      ページ: 51-56

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] スーパーレンズディスクの超解像再生機構における熱効果2004

    • 著者名/発表者名
      桑原 正史 ら
    • 雑誌名

      映像情報メディア学会誌 58

      ページ: 1429-1434

    • NAID

      110006837022

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Super resolutional readout disk with metal-free phthalocyanine recording layer2004

    • 著者名/発表者名
      T.Shima et al.
    • 雑誌名

      Japanese Journal Applied Physics 43

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Thermal origin of readout mechanism of light-scattering super-resolution near-field structure disk2004

    • 著者名/発表者名
      M.Kuwahara et al.
    • 雑誌名

      Japanese Journal Applied Physics 43

    • NAID

      10011950004

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Practical use of a carbon nanotube attached to a blunt apex in an atomic force microscope2004

    • 著者名/発表者名
      M.Kuwahara et al.
    • 雑誌名

      Materials Characterization 52

      ページ: 43-48

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nano Scale Dots Fabrication by Volume-Change Thermal-Lithography2004

    • 著者名/発表者名
      M.Kuwahara et al.
    • 雑誌名

      Japanese Journal Applied Physics 43

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Thermal origin of readout mechanism of light-scattering super-resolution near-field structure disk2004

    • 著者名/発表者名
      M.Kuwahara, T.Shima, A.Kolobov, J.Tominaga
    • 雑誌名

      Japanese Journal Applied Physics 43

    • NAID

      10011950004

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Super resolutional readout disk with metal-free phthalocyanine recording layer2004

    • 著者名/発表者名
      T.Shima, M.Kuwahara, T.Fukaya, T.Nakano, J.Tominaga
    • 雑誌名

      Japanese Journal Applied Physics 43

    • NAID

      10011950343

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nano Scale Dots Fabrication by Volume-Change Thermal-Lithography2004

    • 著者名/発表者名
      M.Kuwahara, J.Kim, Y.Duseop, J.Tominaga
    • 雑誌名

      Japanese Journal Applied Physics 43

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Practical use of a carbon nanotube attached to a blunt apex in an atomic force microscope2004

    • 著者名/発表者名
      M.Kuwahara, H.Abe, H.Tokumoto, T.Shima, J.Tominaga, H.Fukuda
    • 雑誌名

      Materials Characterization 52

      ページ: 43-48

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nano Scale Dots Fabrication by Volume-Change Thermal-Lithography2004

    • 著者名/発表者名
      Masashi Kuwahara
    • 雑誌名

      Japanese Journal Applied Physics 43巻・8B号

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A volume-change thermal lithography technique2004

    • 著者名/発表者名
      Masashi Kuwahara
    • 雑誌名

      Microelectronic Engineering 73巻及び74巻

      ページ: 69-73

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Volume-Change Thermal Lithography for Ultra-High Density Optical ROM Mastering Process2004

    • 著者名/発表者名
      Masashi Kuwahara
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE(5th International Symposium on Laser Precision Microfabrication) 5662巻

      ページ: 51-56

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A volume-change thermal lithography technique2003

    • 著者名/発表者名
      M.Kuwahara et al.
    • 雑誌名

      Microelectronic Engineering 73-74

      ページ: 69-74

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A volume-change thermal lithography technique2003

    • 著者名/発表者名
      M.Kuwahara, J.Kim, Y.Duseop, J.Tominaga
    • 雑誌名

      Microelectronic Engineering 73-74

      ページ: 69-73

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] パターン形成材料、パターン形成方法および光ディスク2004

    • 発明者名
      桑原ら
    • 権利者名
      産総研, サムソン
    • 産業財産権番号
      2004-244201
    • 出願年月日
      2004-08-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] パターン形成材料、パターン形成方法および光ディスク2004

    • 発明者名
      桑原 正史 他
    • 権利者名
      産総研・サムソン電子
    • 産業財産権番号
      2004-244201
    • 出願年月日
      2004-08-24
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [産業財産権] 微細構造描画用多層構造体と描画方法、及びそれを利用した光ディスクの原盤作製方法及びマスタリング方法2003

    • 発明者名
      桑原ら
    • 権利者名
      産総研
    • 産業財産権番号
      2003-143624
    • 出願年月日
      2003-05-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 光記録ディスク2003

    • 発明者名
      島ら
    • 権利者名
      産総研, TDK
    • 産業財産権番号
      2003-364093
    • 出願年月日
      2003-10-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] データ再生方法およびデータ記録再生装置2003

    • 発明者名
      桑原ら
    • 権利者名
      産総研, TDK
    • 産業財産権番号
      2003-372020
    • 出願年月日
      2003-10-31
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] レーザービームの再生パワーの決定方法およびデータ記録再生装置2003

    • 発明者名
      桑原ら
    • 権利者名
      産総研, TDK
    • 産業財産権番号
      2003-371626
    • 出願年月日
      2003-10-31
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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