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単原子層ステップを持つ有機系ナノパターン基板の作製と新規ナノ構造の創製

研究課題

研究課題/領域番号 16K13636
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 ナノ材料工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

吉本 護  東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (20174998)

研究協力者 金子 智  
松田 晃史  
嶋田 航大  
後藤 りさ  
木下 太一郎  
山田 志織  
岩佐 健  
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
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードナノインプリント / フレキシブル基板 / PMMA / ポリイミド / ナノパターン / 原子ステップ / ナノドット / ナノコンタクト転写 / ポリマー基板 / サファイアモールド / 金ナノ粒子 / ナノコンタクトプリント / 超平坦基板 / 有機工業化学 / ナノ構造 / 単原子レベル
研究成果の概要

高耐熱性ポリイミドなどのフレキシブルポリマー基板上に単原子層レベル(約0.3nm)高さの原子ステップ構造を熱ナノインプリントにより形成して、シリコン単結晶並みの超平坦な有機系基板を独自に作製し、その基板上での特異な無機系や金属系のナノ構造の構築を目的として研究を行った。ポリマー基板上に種々のナノ構造を構築するために、パルスレーザー堆積法とナノコンタクトプリント転写法を併用した。ナノピラー配列およびナノホール配列したモールド面に金やZnOの極薄膜を堆積し、それを原子ステップ型超平坦ポリマー基板上に押しつけて極薄膜をプリント転写し、ナノメッシュ状やナノドット状の配列パターンを得ることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでの量子機能電子デバイスやナノ構造を制御した光電子機能薄膜の構築にはシリコンやサファイアなどの無機系基板が広く用いられてきたが、本研究成果により、独自に作製された超平坦ポリマー基板は、次世代超機能フレキシブル電子デバイス用基板として極めて有望であることが実証された。また、高分子科学の観点からみて注目すべき点は、高分子材料のようにミクロンオーダーの巨大分子鎖が複雑に絡み合う表面においても、モノマー分子サイズ(約0.5 nm)よりも小さな原子スケール(約0.3nm)の段差パターンが転写されたことである。

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

    (24件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Solid-phase epitaxy and pressure-induced topotaxy of the VO2 and V2O3 thin films on sapphire using annealing under uniaxial compression2019

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Matsuda, Yasuhisa Nozawa, Satoru Kaneko, and Mamoru Yoshimoto
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: 480 ページ: 956-961

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2019.01.189

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Construction of a lattice constant in an epitaxial magnesium oxide film deposited on a silicon substrate2019

    • 著者名/発表者名
      S. Kaneko, T. Tokumasu, M. Yasuii, Musa, A. Matsuda, and M. Yoshimoto
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. Vol.58 (2019)

      巻: 58 号: SA ページ: SAAD06-SAAD06

    • DOI

      10.7567/1347-4065/aaec11

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanocontact printing of Au nanoarray onto atomically stepped ultrasmooth polymer sheets2016

    • 著者名/発表者名
      Kodai Shimada, Goon Tan, Yasuhisa Nozawa, Tatsuhiro Urakami, Koji Koyama, Satoru Kaneko, Akifumi Matsuda, and Mamoru Yoshimoto
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 55 号: 9 ページ: 098002-098002

    • DOI

      10.7567/jjap.55.098002

    • NAID

      210000147084

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Atomic step-and-terrace of polyimide sheet for advanced polymer substrate engineering2016

    • 著者名/発表者名
      Goon Tan, Kodai Shimada, Yasuhisa Nozawa, Satoru Kaneko, Tatsuhiro Urakami, Koji Koyama, Motonori Komura, Akifumi Matsuda, and Mamoru Yoshimoto
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 27 号: 29 ページ: 295603-295603

    • DOI

      10.1088/0957-4484/27/29/295603

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [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
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 酸化物半導体薄膜の成長および特性に及ぼすポリマー基板表面における原子レベルパターンの影響2019

    • 著者名/発表者名
      大賀,岩佐,山田,金子,松田,吉本
    • 学会等名
      第66回 応用物理学会(2019) 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 周期的ナノパターン表面を有するポリマー基板上への酸化物半導体薄膜の作製と電気特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      岩佐,大賀,土嶺,金子,松田,吉本
    • 学会等名
      第79回 応用物理学会(2018) 秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 0.3 nm高さの直線状原子ステップを有するPMMA及びポリイミドシートにおける光化学反応および成膜による表面特性の制御2018

    • 著者名/発表者名
      山田,岩佐,大賀,金子,松田,吉本
    • 学会等名
      第79回 応用物理学会(2018) 秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 原子ステップ型超平坦ポリマー基板上でのフレキシブル酸化物p/n薄膜の作製と特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      岩佐健・木下太一郎・中村稀星・金子智・松田晃史吉本護
    • 学会等名
      応用物理学会 2018春年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 原子ステップを有するポリマーシートへの超平坦導電性薄膜の作製2018

    • 著者名/発表者名
      山田志織・後藤里沙・木下太一郎・金子智・松田晃史・吉本護
    • 学会等名
      応用物理学会 2018春年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱ナノインプリント作製した金ナノ粒子コート超平坦フレキシブル基板2017

    • 著者名/発表者名
      後藤 里紗, 嶋田 航大, 金子 智, 松田 晃史, 吉本 護
    • 学会等名
      応用物理学会 2017 春季年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] マイカモールドを用いた熱ナノインプリント法によるポリマー表面上ナノパターン形成2017

    • 著者名/発表者名
      木下 太一郎, 嶋田 航大, 金子 智, 松田 晃史, 吉本 護
    • 学会等名
      応用物理学会 2017 春季年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱ナノインプリント法による原子ステップ型超平坦ポリマー基板上への半導体ナノパターンの作製2017

    • 著者名/発表者名
      後藤里沙・金子智・松田晃史・吉本護
    • 学会等名
      応用物理学会 2017秋年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 原子ステップ型ポリマー基板上への自己組織化モールドを用いた周期的ナノ構造の熱ナノインプリント形成2017

    • 著者名/発表者名
      木下太一郎・金子智・松田晃史・吉本護
    • 学会等名
      応用物理学会 2017秋年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 原子ステップ型ポリマー基板を用いた有機・無機ハイブリッド構造の作製2017

    • 著者名/発表者名
      岩佐健・木下太一郎・中村 稀星・金子智・松田晃史・吉本護
    • 学会等名
      応用物理学会 2017秋年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱ナノインプリントによる原子ステップ型フレキシブル基板上導電性薄膜の周期的微細構造作製2017

    • 著者名/発表者名
      山田志織・後藤里沙・木下太一郎・金子智・松田晃史・吉本護
    • 学会等名
      応用物理学会 2017秋年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱ナノインプリントプロセスを用いた金ナノ粒子埋め込み型原子レベル超平坦ポリマー基板の作製2016

    • 著者名/発表者名
      後藤 里紗, 嶋田 航大, 小山 浩司, 金子 智, 松田 晃史, 吉本 護
    • 学会等名
      応用物理学会 2016秋季年会
    • 発表場所
      新潟市内朱鷺メッセ
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱ナノインプリント法によるポリマーシート上への原子スケール形状転写における2016

    • 著者名/発表者名
      木下 太一郎, 嶋田 航大, 小山 浩司,三田 正弘, 金子 智, 松田 晃史, 吉本 護
    • 学会等名
      応用物理学会 2016秋季年会
    • 発表場所
      新潟市内朱鷺メッセ
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 原子ステップポリマー基板上における機能性薄膜の作製と評価2016

    • 著者名/発表者名
      嶋田 航大, 木下 太一郎, 後藤 里紗, 浦上 達宣, 小山 浩司, 三田 正弘, 金子 智,
    • 学会等名
      応用物理学会 2016秋季年会
    • 発表場所
      新潟市内朱鷺メッセ
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Nanoimprint fabrication of 0.3 nm-high atomically stepped conducting polymer sheets coated with ITO thin films or Au nano-patterns2016

    • 著者名/発表者名
      Kodai Shimada, Risa Goto, Taichiro Kinoshita, Satoru Kaneko, Akifumi Matsuda, Mamoru Yoshimoto
    • 学会等名
      MRS 2016 Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, Hynes Convention Center, USA
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ポリマーナノインプリントにおける単原子レベル転写の達成と今後の展開2016

    • 著者名/発表者名
      吉本 護
    • 学会等名
      応用物理学会・次世代リソグラフィ技術研究会
    • 発表場所
      東京工業大学蔵前会館
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Large-area thermal-nanoimprint fabrication and characterization of 0.3-nm-high stepped polymer sheets2016

    • 著者名/発表者名
      Goon TAN, Kodai SHIMADA, Satoru KANEKO, Koji KOYAMA, Masahiro MITA, Tatsuhiro URAKAMI, Motonori KOMURA, Akifumi MATSUDA, and Mamoru YOSHIMOTO
    • 学会等名
      高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] ナノインプリント技術ハンドブック2019

    • 著者名/発表者名
      応用物理学会ナノインプリント技術研究会(吉本護:分担執筆)
    • 総ページ数
      700
    • 出版者
      株式会社 オーム社
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 東京工業大学物質理工学院 吉本・松田研究室

    • URL

      http://www.yoshimoto.iem.titech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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