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一軸圧縮下での非晶質酸化物薄膜の特異な固相成長による新機能創発

研究課題

研究課題/領域番号 15J11705
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 無機材料・物性
研究機関大阪大学 (2016)
東京工業大学 (2015)

研究代表者

譚 ゴオン  大阪大学, 産業科学研究所, 特別研究員(PD)

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
2,170千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードナノインプリント / 自己組織化 / 機能性酸化物薄膜 / ナノパターニング / ポリマー基板 / 酸化物薄膜 / 固相結晶成長
研究実績の概要

本研究は、ナノインプリント法を用いた微細加工と機能性酸化物とを組み合わせることにより、新規な微細構造、またそれに伴う機能性の向上を目指してきた。昨年度までの研究成果により、ポリマーのナノインプリントにおいて、自己組織化により原子ステップパターンが形成される酸化物単結晶サファイア(α-Al2O3)ウエハーを鋳型にすることで、約0.3 nmの原子レベルでの段差を持つ直線的ステップ形状を市販のPMMA(アクリル樹脂)や高耐熱性を有するポリイミドなどの樹脂表面に大面積で転写する技術を開発した。今年度は、原子ステップ形状が転写された透明なポリイミドシートを基板として応用し、パルスレーザー堆積(PLD)法とポストアニールにより、基板表面の平坦性および原子レベルのパターンを維持した良質な結晶化ITO酸化物薄膜の作製にも成功した。また、今年度は酸化物薄膜として薄膜合成中に自己組織的にナノピラー・マトリックス構造を形成するZnO-NiO複合酸化物に取り組んだ。このような自己組織化を利用した酸化物の構造体の作製は、従来のリソグラフィ法では難しいナノメートルオーダの径を有するピラー構造を高密度、大面積で作製することができ、加えて新規な物性、機能性の向上が報告されてきている。本研究対象であるZnO-NiO複合酸化物薄膜に関しては、高密度で微細なNiOナノピラー構造をReRAMといった次世代不揮発性メモリデバイスに応用できることが期待される。しかしながら、ナノ構造体の位置・サイズなどを制御することは難しく、記録素子などのデバイス化やナノスケールでの材料設計において大きな障壁となっていた。 そこで、ナノインプリント法により単結晶基板に人工的なテンプレート溝パターンを作成することによって、薄膜前駆体の核形成・結晶成長を制御し、ライン溝の中央部にNiOナノピラーを配列させることに成功した。

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

    (8件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Atomic step-and-terrace surface of polyimide sheet for advanced polymer substrate engineering2016

    • 著者名/発表者名
      G. Tan, K. Shimada, Y. Nozawa, S. Kaneko, T. Urakami, K. Koyama, M. Komura, A. Matsuda, M. Yoshimoto
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 27

    • 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] Nanocontact printing of Au nanoarray onto atomically stepped ultrasmooth polymer sheets2016

    • 著者名/発表者名
      K. Shimada, G. Tan, Y. Nozawa, T. Urakami, K. Koyama, S. Kaneko, A. Matsuda and M. Yoshimoto
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Atomic-scale Thermal Behavior of Nanoimprinted 0.3-nm-High Step Patterns on PMMA Polymer Sheets2016

    • 著者名/発表者名
      G. Tan, Y. Nozawa, T. Funabasama, K. Koyama, M. Mita, S. Kaneko, M. Komura, A. Matsuda and M. Yoshimoto
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 48 号: 2 ページ: 225-227

    • DOI

      10.1038/pj.2015.99

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 酸化物DSAに向けた酸化物薄膜の自己組織化ナノ構造に与えるテンプレートパターンの影響2017

    • 著者名/発表者名
      譚 ゴオン、李 明宇、中川原 修、服部 梓、田中 秀和
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 熱ナノインプリントによる0.3nm高さステップを有するポリマーシートの大面積作製およびその評価2016

    • 著者名/発表者名
      譚 ゴオン、嶋田 航大、金子 智、小山 浩司、三田 正弘、浦上 達宣、小村 元憲、松田 晃史、吉本 護
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場・展示場
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 熱ナノインプリントによる0.3 nm高さステップを有するポリマーシートの大面積作製およびその評価2016

    • 著者名/発表者名
      譚 ゴオン、嶋田 航大、金子 智、小山 浩司、三田 正弘、浦上 達宣、小村 元憲、松田 晃史、吉本 護
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場・展示場
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ポリマー表面への単原子ステップナノインプリント転写に与える加熱・加圧条件およびモールドの原子ステップ形状の影響2015

    • 著者名/発表者名
      譚 ゴオン、嶋田 航大、野沢 靖久、小山 浩司、金子 智、松田 晃史、吉本 護
    • 学会等名
      第76回応用物理学会 秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Nanoimprint Fabrication of Atomic Step-and-Terrace Structured Polymer Sheets towards Developing the Novel Flexible Substrates2015

    • 著者名/発表者名
      G. Tan, Y. Nozawa, T. Funabasama, S. Kaneko, A. Matsuda and M. Yoshimoto
    • 学会等名
      57th Electronic Materials Conference
    • 発表場所
      The Ohio State University
    • 年月日
      2015-06-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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