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スプリットリング共振器配列体の集積化による可視光応答メタマテリアル光学素子の創製

研究課題

研究課題/領域番号 15J05451
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 デバイス関連化学
研究機関東北大学

研究代表者

上原 卓也  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2016年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2015年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードナノインプリントリソグラフィ / メタマテリアル / スクリーン印刷 / 異方性エッチング / リフトオフ法 / 超微細構造
研究実績の概要

本研究では、可視光領域にて特異的な光学特性を有するメタマテリアル光学素子の創製に向けて、50ナノメートルサイズの微細金属構造体の作製とその集積化について検討を行った。本年度は、下記の2点における成果が得られた。
1.Print&Imprint法を用いたナノインプリント残膜の均一化
光ナノインプリントリソグラフィを用いて微細な金属構造体を作製するためには、ナノインプリント残膜の均一化が求められる。当該年度は、高粘性光硬化性液体を吐出手法としてスクリーン印刷法に着目し、100ナノメートルサイズ以下のインプリントパターンの残膜厚均一化を試みた。スクリーン印刷とナノインプリント法を併用した「Print&Imprint法」を用いることで、サイズの異なる構造を有したモールドを用いて、光ナノインプリントプロセスを行った場合においてもインプリントパターンの残膜厚均一化に成功した。本研究では、45-100 ナノメートルサイズの構造体において残膜厚均一化を実現した。また、独自に開発した異方性ドライエッチング装置を用いてインプリント残膜の均一除去にも成功した。
2.リフトオフ法を用いた多層金属構造体の作製
メタマテリアルを光学素子として展開するためには微細な金属構造体を集積し、3次元構造体を作製する必要がある。当該年度においては、光ナノインプリント法に新たにリフトオフ法を用いた新たな積層手法を提案した。その結果、50ナノメートルサイズ金属構造体の単層及び多層構造作製に成功し、光ナノインプリント法を用いた微細構造集積手法を確立した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 8件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ローレンスバークレー国立研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Lawrence Berkeley National Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Viscosity range of UV-curable resins usable in print and imprint method for preparing sub-100-nm-wide resin patterns2016

    • 著者名/発表者名
      T. Uehara, A. Onuma, A. Tanabe, K. Nagase, H. Ikedo, N. Hiroshiba, T. Nakamura, M. Nakagawa
    • 雑誌名

      J. Vac. Sci. Technol. B.

      巻: 34 号: 6

    • DOI

      10.1116/1.4963374

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Anisotropic Oxygen Reactive Ion Etching for Removing Residual Layers from 45 nm-width Imprint Patterns2016

    • 著者名/発表者名
      Takuya Uehara, Shoichi Kubo, Nobuya Hiroshiba, and Masaru Nakagawa
    • 雑誌名

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      巻: 29 号: 2 ページ: 201-208

    • DOI

      10.2494/photopolymer.29.201

    • NAID

      130005256561

    • ISSN
      0914-9244, 1349-6336
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Chlorine-based inductively coupled plasma etching of GaAs wafer using tripodal paraffinic triptycene as an etching resist mask2016

    • 著者名/発表者名
      A. Matsutani, F. Ishiwari, Y. Shoji, T. Kajitani, T. Uehara, M. Nakagawa, T. Fukushima
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 号: 6S1 ページ: 06GL01-06GL01

    • DOI

      10.7567/jjap.55.06gl01

    • NAID

      210000146664

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reverse tone ultraviolet nanoimprint lithography with fluorescent UV-curable resins2015

    • 著者名/発表者名
      Takuya Uehara, Shoichi Kubo, and Masaru Nakagawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 54 号: 6S1 ページ: 06FM02-06FM02

    • DOI

      10.7567/jjap.54.06fm02

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Plasmonic nanostructures with 20 nm gaps fabricated by UV-NIL and lift-off processes2016

    • 著者名/発表者名
      Takuya Uehara, Giuseppe Calafiore, Scott Dhuey, Alexander Koshelev, Keiko Munechika, Simone Sassolini, Stefano Cabrini, and Masaru Nakagawa
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Nanoimprint and Nanoprint Technology
    • 発表場所
      Braga, Portugal
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] UV nanoimprint lithography and lift-off processes for fabricating split-ring resonators with 20 nm gaps2016

    • 著者名/発表者名
      Takuya Uehara, Giuseppe Calafiore, Scott Dhuey, Alexander Koshelev, Keiko Munechika, Simone Sassolini, Stefano Cabrini, and Masaru Nakagawa
    • 学会等名
      The 42nd Micro and Nano Engineering
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      2016-09-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of split-ring resonator arrays with 20-nm-wide gaps by UV nanoimprint lithography2016

    • 著者名/発表者名
      Takuya Uehara, Giuseppe Calafiore, Scott Dhuey, Alexander Koshelev, Keiko Munechika, Simone Sassolini, Stefano Cabrini, and Masaru Nakagawa
    • 学会等名
      The First A3 Metamaterials Forum
    • 発表場所
      Tohoku University, Sendai, Japan
    • 年月日
      2016-07-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Viscosity range of UV-curable resins usable in screen printing with polyimide through-hole membrane masks for sub-100 nm-wide imprint patterns2016

    • 著者名/発表者名
      Takuya Uehara, Akiko Onuma, Akira Tanabe, Kazuro Nagase, Hiroaki Ikedo, Nobuya Hiroshiba, Takahiro Nakamura, and Masaru Nakagawa
    • 学会等名
      The 60th International Conference on Electron, Ion, and Photon Beam Technology and Nanofabrication
    • 発表場所
      Pittsburgh, USA
    • 年月日
      2016-05-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Anisotropic oxygen reactive ion etching for residual layer removal of UV nanoimprinted 45-nm-wide line patterns2015

    • 著者名/発表者名
      Takuya Uehara, Shoichi Kubo, Nobuya Hiroshiba, and Masaru Nakagawa
    • 学会等名
      28th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2015)
    • 発表場所
      富山国際会議場 (富山県富山市)
    • 年月日
      2015-11-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Discharge of Droplets of Viscous UV-Curable Resins by Screen Printing for UV Nanoimprint Lithography2015

    • 著者名/発表者名
      Akira Tanabe, Takuya Uehara, Kazuro Nagase, Hiroaki Ikedo, Nobuya Hiroshiba, and Masaru Nakagawa
    • 学会等名
      28th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2015)
    • 発表場所
      富山国際会議場 (富山県富山市)
    • 年月日
      2015-11-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chlorine-Based Inductively Coupled Plasma Etching of GaAs Using Tripodal Paraffinic Triptycene (TripC12) as a Nanoimprint Resist Mask2015

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Matsutani, Fumitaka Ishiwari, Yoshiaki Shoji, Takuya Uehara, Masaru Nakagawa, and Takanori Fukushima
    • 学会等名
      28th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2015)
    • 発表場所
      富山国際会議場 (富山県富山市)
    • 年月日
      2015-11-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of sub100 nm size steep resist patterns by UV nanoimprinting and oxygen reactive ion etching2015

    • 著者名/発表者名
      Takuya Uehara, Shoichi Kubo, Nobuya Hiroshiba, and Masaru Nakagawa
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Nanoimprint and Nanoprint Technology (NNT 2015)
    • 発表場所
      Silverado Resort and Spa (Napa, California, USA)
    • 年月日
      2015-10-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 酸素反応性イオンエッチングによる線幅45 nm光硬化樹脂パターンの残膜除去2015

    • 著者名/発表者名
      上原卓也, 久保祥一, 廣芝信哉, 中川勝
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス (宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 光硬化樹脂薄膜のナノスケールでの不均一な表面弾性率とエッチング耐性2015

    • 著者名/発表者名
      久保祥一, 矢野春菜, 上原卓也, 中川勝, 廣芝信哉, 梁暁斌, 藤波想, 中嶋健
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス (宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] UV-NILでの残膜均一化に向けたスクリーン印刷法2015

    • 著者名/発表者名
      田辺明, 上原卓也, 廣芝伸哉, 中川勝
    • 学会等名
      第43回東北地区高分子若手研究会夏季ゼミナール
    • 発表場所
      滝の湯 (山形県天童市)
    • 年月日
      2015-07-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 光ナノインプリントリソグラフィに向けた高粘性光硬化性組成物のスクリーン印刷2015

    • 著者名/発表者名
      廣芝伸哉, 田辺明, 上原卓也, 中川勝
    • 学会等名
      次世代リソグラフィー(NGL)ワークショップ2015
    • 発表場所
      東工大蔵前会館 (東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-07-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 東北大学多元物質科学研究所中川研究室ホームページ

    • URL

      http://www.tagen.tohoku.ac.jp/labo/nakagawa/index-j.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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