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ナノ粒子溶液輸送法による3次元エピタキシー技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18651057
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 ナノ材料・ナノバイオサイエンス
研究機関大阪大学

研究代表者

田中 秀和  大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (80294130)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2007年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2006年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード機能性酸化物 / 酸化物ナノドットアレイ / 酸化物ナノワイヤ / ナノインプリント法 / Moリフトオフ / レーザアブレーション法 / 酸化物直接AFMナノリソグラフィー法 / Moナノマスク酸化物AFMリソグラフィー法 / Mo / MgOナノマスク酸化物ナノインプリント加工法 / 遷移金属酸化物 / 薄膜 / ナノ構造アレイ
研究概要

三次元ナノ構造形成の基板としてこれまでに、サブ50nm級の微細加工を実現する酸化物AFMナノリソグラフィーを開発してきたが、大面積に一括してナノ構造を形成するために、酸化物ナノインプリント法リソグラフィー法の開発を行った。ナノインプリント法はSiなど半導体微細加工において、超高分解能、大量・大面積、低コスト一括ナノ構造生産の期待が寄せられている方法である。金属酸化物薄膜に対してはMoをリフトオフ用のナノマスクとして用いるインプリントリソグラフィー法(Moナノマスクリフトオフーインプリント法)を開発した。例として高温強磁性酸化物(Fe,Mn)_3O_4薄膜形成に対し以下のようなプロセスを行った。Al_2O_3(0001)単結晶基板(2cm×2cm)上に塗布したPMMA膜に石英モールドによりドットパターンを形成後、この上にスパッタリング法によりMo薄膜を積層した。続いてアセトン中超音波洗浄により、PMMA層を除去しMoドットナノマスクを形成する。その後、レーザアブレーション法により、基板温度360℃、酸素ガス圧10^<-4>Paにおいて金属酸化物薄膜((Fe,Mn)_3O_4)を積層し、その後H_2O_2によって、Mo層からのリフトオフにより、酸化物ナノドットを形成するものである。100nm径程度のエピタキシャル成長した(Fe,Mn)_3O_4ナノドットアレイを得ることに成功した。このように大面積に一括してナノ構造を形成することにより、大量の良く規定された3次元ナノ構造を得ることが可能となる。また基板上に金ナノパターンを形成後、レーザアブレーション法により酸化物(MgO)を蒸着するすることにより、金中への酸化物の輸送・過飽和・溶出を利用した自己組織化酸化物ナノワイヤ成長を行った。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (11件) 図書 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Electronic Structures of Fe_<3-x>M_xO_4 (M=Mn,Zn) Spinel Oxide Thin Films Investigated by X-ray Photoemission and X-ray Magnetic Circular Dichroism2008

    • 著者名/発表者名
      J. Takaobushi, M. Ishikawa, S. Ueda, E. Ikenaga, H. Tanaka, K. Kobayashi, T. Kawai, et. al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 76

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Epitaxial Transition Metal Oxide Nanostructures Fabricated by a Combination of AFM Lithography and Molybdenum Lift-Off2008

    • 著者名/発表者名
      N. Suzuki, H. Tanaka, T. Kawai
    • 雑誌名

      Advanced Materials 20

      ページ: 909-913

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Epitaxial growth of MgO nanowires by pulsed laser deposition2007

    • 著者名/発表者名
      K. Nagashima, T. Yanagida, H. Tanaka, and, T. Kawai
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys. 101

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of sub-50 nm (La,Ba)MnO_3 ferromagnetic nanochannels by atomic force microscopy lithography and their electrical properties2006

    • 著者名/発表者名
      M.Hirooka, Y.Yanagisawa, T.Kanki, H.Tanaka, T.Kawai
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 89

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Nano-scale patterning of (La,Pr,Ca)MnO_3 thin film using atomic force microscopy lithography and their electrical properties2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Yanagisawa, L.Pellegrino, H.Tanaka, T.Kawai
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys. 100

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] (Fe,Mn)_3O_4 Nanochannels Fabricated by AFM Local-Oxidation Nanolithography using Mo/Poly(methyl methacrylate) Nanomasks2006

    • 著者名/発表者名
      L.Pellegrino, Y.Yanagisawa, M.Ishikawa, T.Matsumoto, H.Tanaka, T.Kawai
    • 雑誌名

      Adv. Materials 18

      ページ: 3099-3104

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Digitalized magnetoresistance observed in (La,Pr,Ca)MnO_3 nanochannel structures2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Yanagisawa, H.Tanaka, T.Kawai, L.Pellegrino
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 89

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of Fe_<3-x>Mn_xO_4 nanostructure using Mo nanomask AFM lithography2008

    • 著者名/発表者名
      K. goto, H. Tanaka, T. Kawai
    • 学会等名
      1st Global COE International Symposium Electronic Devices Innovation
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] High throughput fabrication of the integrated Fe_<3-x>M_xO_4(M=Mn and Zn) nano array structures in large area by Nanoimprint lithography with Mo lift-off technique and theirmagnetic properties2008

    • 著者名/発表者名
      S. Yamanaka, N. Suzuki, B. K. Lee, H. Y. Lee, H. Tanaka, T. Kawai
    • 学会等名
      1st Global COE International Symposium Electronic Devices Innovation
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of (Fe, Mn)_3O_4 nanostructure using Mo nanomask AFM lithography2008

    • 著者名/発表者名
      K. goto, H. Tanaka, T. Kawai
    • 学会等名
      11th Sanken, 6th Nanotechnology Center and 1st MSTEC International Symposium New Advances in Nanoscience & Nanotechnology
    • 発表場所
      Hyogo, Japan
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] High throughput fabrication of the integrated Fe_<3-x>M_xO_4(M=Mn and Zn) nano array structures in large area by Nanoimprint lithography with Mo lift-off technique and their magnetic properties2008

    • 著者名/発表者名
      S. Yamanaka, N. Suzuki, B. K. Lee, H. Y. Lee, H. Tanaka, T. Kawai
    • 学会等名
      11th Sanken, 6th Nanotechnology Center and 1st MSTEC International Symposium New Advances in Nanoscience & Nanotechnology
    • 発表場所
      Hyogo, Japan
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] MoナノマスクAFMリソグラフィ法を用いた(Fe, Mn)_3O_4ナノ狭窄構造の作製2008

    • 著者名/発表者名
      五嶋 数哉, 田中 秀和, 川合 知二
    • 学会等名
      第55回応用物理学関連連合講演会
    • 発表場所
      千葉,日本
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 遷移金属酸化物ナノドットアレイ薄膜の作製2007

    • 著者名/発表者名
      田中 秀和、鈴木 直毅、山中 理、川合 知二
    • 学会等名
      スパッタリングおよびプラズマプロセス技術部会
    • 発表場所
      東京,日本
    • 年月日
      2007-12-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 酸化物ナノスピンエレクトロニクス2007

    • 著者名/発表者名
      田中 秀和
    • 学会等名
      先端技術の最近のトピックス-新しいデバイスの創成へ向けて-電力中央研究所ワークショップ
    • 発表場所
      東京,日本
    • 年月日
      2007-05-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Construction of Ferromagnetic Oxides Nano-Channel Structures Toward Nanoarea-FET devices by AFM Lithography2007

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka, T. Kawai
    • 学会等名
      2007 MRS (Materials Research Society) Spring Meeting,
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Electronic structure of spinel Fe_<3-x>Zn_xO_4 thin films towards a novel application for semiconductor oxide nano spintronics2007

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka, J. Takaobushi, N. Suzuki, T. Kawai, S. Ueda, K. Kobayashi, et. al.
    • 学会等名
      The 14th International Workshop on Oxide Electronics
    • 発表場所
      Jeju island, Korea
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] モリブデン・リフトオフ法による酸化物エピタキシャル膜の大面積ナノパターニング(II)2007

    • 著者名/発表者名
      鈴木 直毅、田中 秀和、山中 理、川合 知二
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道,日本
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ナノインプリントリソグラフィを用いた(Fe,M)_3O_4(M=Mn,Zn)ナノドットアレイ構造の作製と物性評価2007

    • 著者名/発表者名
      山中 理、鈴木 直毅、田中 秀和、川合 知二
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道,日本
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] J. Vac. Soc. Jpn.,2008

    • 著者名/発表者名
      鈴木 直毅、田中 秀和、柳澤 吉彦、山中 理、Luca Pellegrino、李 奉局、李 恵りょん、川合 知二
    • 総ページ数
      66
    • 出版者
      機能性遷移金属酸化物薄膜の極限ナノ加工
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 「固体物理」82006

    • 著者名/発表者名
      田中 秀和, 川合 知二
    • 総ページ数
      62
    • 出版者
      (株)アグネ技術センター
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [産業財産権] パターニング方法、積層体、並びにアレイ基板および電子デバイス2006

    • 発明者名
      鈴木直毅, 田中秀和, 川合知二
    • 権利者名
      大阪大学
    • 産業財産権番号
      2006-228382
    • 出願年月日
      2006-08-24
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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