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電子線を用いたナノ粒子パターニング技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K04903
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 ナノ材料工学
研究機関芝浦工業大学

研究代表者

下条 雅幸  芝浦工業大学, 工学部, 教授 (00242313)

連携研究者 梶川 浩太郎  東京工業大学, 工学院 電気電子系, 教授 (10214305)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードナノ粒子 / パターニング / 電子線 / 金ナノ粒子 / 固定 / 配列 / プラズモン
研究成果の概要

電子線を用いてナノ粒子を基板に固定する際の電子照射条件を検討した。Au粒子および基板中に入射した電子の動きを、モンテカルロ法によりシミュレートし、実験結果と比較することで、粒子が固定される範囲は基板中で散乱した電子が到達する範囲で決まることが分かった。よって、微細な構造を作製するためには、加速電圧を下げることが有効であることが示された。
また、エレクトロクロミック現象を起こす機能を持った無機ナノ粒子でも同様の手法で固定できることが分かった。これにより、微細かつ複雑なパターンを作製することに成功した。このとき、エレクトロクロミック機能を壊さないためには、照射電荷量が重要であることが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在の半導体集積回路において内部の基板に回路等のパターンを作製するにはリソグラフィー法が使われている。この方法では、基板上に薄膜を作製した後、レジストの塗布、マスクを用いてパターンの露光、現像、エッチング、さらにレジストの除去という多数の工程が必要である。本研究では、ナノ粒子を基板上に並べた後、所望の形状に電子線を照射、洗浄するたけで、目的のパターンを作製することができる。これにより、パターン作製に要する工程を減らすことができる可能性があり、簡便にプラズモン共鳴やエレクトロクロミズム現象を利用するパターンを作製することができる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Maskless micropatterning of electrochromic nanoparticles using a focused electron beam2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Katori, Y. Suzaka, M. Shimojo
    • 雑誌名

      J. Vac. Sci. Technol. B

      巻: 37 号: 3 ページ: 031204-031204

    • DOI

      10.1116/1.5080754

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fixation mechanisms of nanoparticles on substrates by electron beam irradiation2017

    • 著者名/発表者名
      D. Morioka, T. Nose, T. Chikuta, K. Mitsuishi and M. Shimojo
    • 雑誌名

      Beilstein J. Nanotechnol.

      巻: 8 ページ: 1523-1529

    • DOI

      10.3762/bjnano.8.153

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 電子線照射を利用した機能性ナノ粒子のマスクレスパターニング2019

    • 著者名/発表者名
      香取友樹、高鹿雄介、野中悠太郎、下条雅幸
    • 学会等名
      第43回日本顕微鏡学会関東支部講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Micro-patterning of electrochromic Prussian Blue particles using focused electron beam irradiation2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Katori, Y. Suzaka and M. Shimojo
    • 学会等名
      7th International Workshop on Focused Electron Beam Induced Processing (FEBIP 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電子線照射を利用したプルシアンブルー粒子のパターニングにおける照射電荷量の検討2018

    • 著者名/発表者名
      香取友樹、須坂祐輔、下条雅幸
    • 学会等名
      日本金属学会 2018年秋期(第163回)講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 電子線照射を利用したプルシアンブルー粒子のパターニング方法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      香取友樹、須坂祐輔、下条雅幸
    • 学会等名
      第74回日本顕微鏡学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 収束電子ビームを用いたナノ構造作製2018

    • 著者名/発表者名
      下条雅幸
    • 学会等名
      表面技術協会第137回講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 電子線照射を利用したプルシアンブルー粒子のパターニング方法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      香取友樹、須坂祐輔、下条雅幸
    • 学会等名
      表面技術協会第137回講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Si板上へのAgナノ粒子の固定方法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      築田大輝、下条雅幸
    • 学会等名
      日本金属学会2017年秋期(第161回)講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 電子照射を用いたAuナノ粒子の固定における基板の材質の検討2017

    • 著者名/発表者名
      築田大輝、能勢智裕、森岡大地、三石和貴、下条雅幸
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第73回学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Si板上へのSiO2ナノ粒子の固定方法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      築田大輝、乘木貴宏、下条雅幸
    • 学会等名
      日本金属学会2016年秋期講演大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Fixing mechanism of gold nanoparticles using focused electron beam irradiation2016

    • 著者名/発表者名
      D. Morioka, T. Noriki, M. Shimojo and K. Mitsuishi
    • 学会等名
      6th Workshop on Focused Electron Beam Induced Processing (FEBIP 2016)
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      2016-07-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電子照射を用いた金ナノ粒子パターニングにおける粒子固定メカニズムの検討2016

    • 著者名/発表者名
      森岡大地、乘木貴宏、下条雅幸
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第72回学術講演会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2016-06-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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