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レーザー誘起転写法による二次元ナノ構造の形態・組織制御と高密度ナノデバイス応用

研究課題

研究課題/領域番号 17H03423
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・組織制御工学
研究機関東北大学

研究代表者

中村 貴宏  東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (50400429)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2018年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
2017年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワードレーザー誘起前方転写法 / 二次元構造体 / フェムト秒レーザー / 光吸収層 / 光硬化性樹脂 / 光ナノインプリントリソグラフィ / 超短パルスレーザー / マイクロナノ構造 / 薄膜プロセス / めっき / 配線 / パルスレーザー / レーザープロセス / 金属 / ナノ材料 / マイクロ・ナノデバイス / 材料加工・処理 / レーザープロセッシング / ナノ・マイクロ構造
研究成果の概要

本研究では,金属二次元ナノ構造体をレーザー誘起前方転写法 (LIFT) により任意基板上に位置選択的に直接転写することを目的に研究を行った.透明基板上に形成した金属二次元構造体を対象に,横断面強度分布が一定のフェムト秒レーザーパルスを照射した.光吸収層がアブレーション反応のエネルギー閾値の低減に寄与する,二次元構造を対象としたLIFTにより異方性形状を反映した構造体の転写が可能である,金属物質を対象としたLIFTでは基板上から剥離された物質が,凝集・融合しながら対向する基板上に堆積する,フェムト秒レーザーの単パルス照射により光硬化性樹脂パターン上の金属を選択的に除去できることを明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,二次元ナノ構造の作製手法として世界的な広がりを見せているナノインプリントリソグラフィ (NIL) と,任意形状を有する構造体を所定の位置へ配置できる可能性を有するレーザー誘起前方転写法という二つの手法を組み合わせた画期的な直接造形手法である.特にNILによる微細構造作製は既にデバイス応用に展開しつつあることから,本研究を通じて得られる結果は,三次元ナノデバイス作製まで発展する可能性も高く,実用への応用も大いに期待される.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 7件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Sequential infiltration synthesis- and solvent annealing-induced morphological changes in positive-tone e-beam resist patterns evaluated by atomic force microscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Ozaki, S. Ito, T. Nakamura, M. Nakagawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 号: SD ページ: SDDJ04-SDDJ04

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab0496

    • NAID

      210000155914

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pulsed Laser Drilling of Engineering Plastic Films to Fabricate Through-Hole Membranes for Print-and-Imprint Method2018

    • 著者名/発表者名
      T. Nakamura, K. Seki, K. Nagase, M. Nakagawa
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan

      巻: 43 号: 5 ページ: 289-292

    • DOI

      10.14723/tmrsj.43.289

    • NAID

      130007491265

    • ISSN
      1382-3469, 2188-1650
    • 年月日
      2018-10-01
    • 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] Development of UV-curable liquid for in-liquid fluorescence alignment in ultraviolet nanoimprint lithography2018

    • 著者名/発表者名
      K. Ochiai, E. Kikuchi, Y. Ishito, M. Kumagai, T. Nakamura, M. Nakagawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 6S1 ページ: 06HG02-06HG02

    • DOI

      10.7567/jjap.57.06hg02

    • NAID

      210000149170

    • 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] Elemental depth profiles and plasma etching rates of positive-tone electron beam resists after sequential infiltration synthesis of alumina2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Ozaki, S. Ito, N. Hiroshiba, T. Nakamura, M. Nakagawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 6S1 ページ: 06HG01-06HG01

    • DOI

      10.7567/jjap.57.06hg01

    • NAID

      210000149169

    • 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] Visualization of organic/inorganic hybridization of UV-cured films with trimethylaluminum by scanning transmission electron microscopy and energy dispersive x-ray spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      M. Nakagawa, T. Uehara, Y. Ozaki, T. Nakamura, S. Ito
    • 雑誌名

      Journal of Vacuum Science & Technology B

      巻: 36 号: 6

    • DOI

      10.1116/1.5047822

    • 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] Development of UV-Curable Resins Suitable for Reverse-Tone Lithography for Au Metamaterials Using a Print-and-Imprint Method2018

    • 著者名/発表者名
      T. Uehara, S. Sato, S. Ito, H. Yano, T. Nakamura, M. Nakagawa
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 91 号: 2 ページ: 178-186

    • DOI

      10.1246/bcsj.20170280

    • NAID

      130006350304

    • ISSN
      0009-2673, 1348-0634
    • 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] Gold microelectrodes fabricated by a print-and-imprint method using laser-drilled polyimide through-hole masks2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Nakamura, Kento Seki, Kazuro Nagase, Masaru Nakagawa
    • 雑誌名

      Journal of Vacuum Science & Technology B

      巻: 35 号: 6

    • DOI

      10.1116/1.4991629

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 金属堆積光インプリント樹脂パターンのシングルパルスレーザー現像2020

    • 著者名/発表者名
      井澤 優佑, 中村 貴宏, 伊東駿也,中川 勝
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] レーザー誘起前方転写法による二次元Crマイクロ構造の形成2019

    • 著者名/発表者名
      井澤 優佑, 中村 貴宏, 中川 勝
    • 学会等名
      第47回東北地区高分子若手研究会夏季ゼミナール
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Elemental depth profiles of sequential infiltration synthesis-treated resist thin films analyzed by time-of-flight secondary ion mass spectrometry2019

    • 著者名/発表者名
      Shunya Ito, Yuki Ozaki, Takahiro Nakamura, Masaru Nakagawa
    • 学会等名
      32nd International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Control of Sub-50 nm Thickness of UV-Cured Thin Films by Print-and-Imprint Method2019

    • 著者名/発表者名
      Masaru Nakagawa, Kento Ochiai, Akiko Onuma, Kazue Suto, Takahiro Nakamura, Shunya Ito
    • 学会等名
      The 18th International Conference on Nanoimprint and Nanoprint Technologies (NNT2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Laser-Induced Forward Transfer of 1-dimentional Cr Structures by Shaped Femtosecond Laser Pulses2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Isawa, Takahiro Nakamura, Masaru Nakagawa
    • 学会等名
      ohoku University's Chemistry Summer School
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Laser-Induced Forward Transfer from Cr Thin Films Depending on Applied Laser Pulses2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Isawa, Takahiro Nakamura, Masaru Nakagawa
    • 学会等名
      the 10th International Symposium on Integrated Molecules and Materials Engineering (IMSE)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] トリメチルアルミニウムを用いた3種類の化学気相反応法による光硬化レジストの有機-無機ハイブリッド化の膜厚方向の化学組成解析2018

    • 著者名/発表者名
      伊東駿也,上原卓也,尾﨑優貴,中村貴宏,中川勝
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Print-and-imprint 法におけるレーザー加工孔版印刷での低粘度化2018

    • 著者名/発表者名
      中村貴宏,遠藤功望,中川勝
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Morphological changes in positive-tone EB resist patterns induced by sequential infiltration synthesis and solvent annealing2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ozaki, Shunya Ito, Takahiro Nakamura, Masaru Nakagawa
    • 学会等名
      31st International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 6.Surface modification of polyimide laser-drilled screen-printing masks for low-viscosity liquids in print-and-imprint method2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Nakamura, Narumi Endo, and Masaru Nakagawa
    • 学会等名
      31st International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] レーザープロセッシングの新展開-研究予算獲得と異分野領域融合2017

    • 著者名/発表者名
      中村貴宏
    • 学会等名
      日本セラミックス協会マテリアル・ファブリケーション・デザイン研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 異分野領域融合によるレーザープロセッシングの新展開2017

    • 著者名/発表者名
      中村貴宏
    • 学会等名
      第2回技術調査専門委員会研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光ナノインプリントにおける in-liquid 状態での蛍光アライメント2017

    • 著者名/発表者名
      中村貴宏, 中川勝
    • 学会等名
      次世代リソグラフィ(NGL)ワークショップ2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マクロ技術とナノ技術を融合したprint and imprint法2017

    • 著者名/発表者名
      中村貴宏, 中川勝
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第30回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Print and Imprint法によるマイクロ電極作製に向けた残膜厚均一化の検討2017

    • 著者名/発表者名
      関健斗, 中村貴宏, 佐藤慎弥, 熊谷真莉, 永瀬和郎, 中川勝
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Print and Imprint法に向けたピコ秒パルスレーザーによる異なるエンジニアリングプラスチックフィルムへの貫通孔の形成加工2017

    • 著者名/発表者名
      関健斗, 中村貴宏, 永瀬和郎, 中川勝
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] インプリントアライメントに向けた蛍光モアレの観察2017

    • 著者名/発表者名
      菊地英里, 石戸洋太, 松原信也, 中村貴宏, 阿部誠之, 中川勝
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 円環ビームを用いたレーザー誘起前方転写法によるsub-100 nm構造の直接描画2017

    • 著者名/発表者名
      中村貴宏, 大町弘毅, 佐藤俊一
    • 学会等名
      日本金属学会2017年春期(第160回)講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 共同研究によるレーザープロセッシングの新展開2017

    • 著者名/発表者名
      中村貴宏
    • 学会等名
      高分子・ハイブリッド材料研究センター(PHyM)講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ナノインプリントアライメントにおける蛍光モアレの理論と実測2017

    • 著者名/発表者名
      菊地英里, 石戸洋太, 松原信也, 中村貴宏, 阿部誠之, 中川勝
    • 学会等名
      高分子・ハイブリッド材料研究センター 2017 PHyMシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 光ナノインプリントでの液中蛍光アライメントに向けた蛍光色素の選定2017

    • 著者名/発表者名
      落合研斗, 熊谷真莉, 菊地英里, 中村貴宏, 中川勝
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] スクリーン印刷用孔版の作製のためのエンジニアリングプラスチックフィルムへのパルスレーザー穴あけ加工2017

    • 著者名/発表者名
      中村貴宏, 関健斗, 永瀬和郎, 中川勝
    • 学会等名
      第27回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] レーザー加工孔版印刷におけるポリイミドの表面修飾の効果2017

    • 著者名/発表者名
      遠藤功望, 中村貴宏, 中川勝
    • 学会等名
      017 年度高分子・ハイブリッド材料研究センター(PHyM)若手フォーラム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Print and Imprint method for Nanoimprint lithography with high-viscosity photo-curable resins2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Nakamura, Masaru Nakagawa
    • 学会等名
      2017 International Conference on Electronics Packaging (ICEP2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fabrication of Polyimide Screen Masks with Through Holes by Laser Drilling for Print and Imprint Method2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Nakamura, Kento Seki, Shinya Sato, Mari Kumagai, Masaru Nakagawa, Kazuro Nagase
    • 学会等名
      The 61st International Conference on Electron, Ion, and Photon Beam Technology and Nanofabrication
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Print and Imprint Method for Fabricating Gold Microelectrodes2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Nakamura, Masaru Nakagawa
    • 学会等名
      21st International Symposium on Advanced Display Materials & Devices (ADMD 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Print and imprint methods using laser-drilled polyimide through-hole masks for fabrication of gold microelectrodes2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Nakamura, Kento Seki, Shinya Sato, Mari Kumagai, Masaru Nakagawa
    • 学会等名
      The 16th International Conference on Nanoimprint and Nanoprint Technology (NNT 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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