全方位ナノ修正加工を実現する空間光場姿勢制御フォトン励起型マイクロ加工工具の開発

• 研究課題/領域番号: 23246028
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生産工学・加工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 高橋 哲 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (30283724)
• 研究分担者: 高増 潔 東京大学, 大学院工学系研究科, 教授 (70154896)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 43,290千円 (直接経費: 33,300千円、間接経費: 9,990千円); 2014年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2013年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円); 2012年度: 20,540千円 (直接経費: 15,800千円、間接経費: 4,740千円); 2011年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
• キーワード: 超精密加工 / ナノ修正加工 / ソフトマテリアル / マイクロマシン / マイクロ・ナノデバイス / 精密微細加工

研究成果の概要

ナノ生産工学においてその重要度が高まっているレジスト，高分子，バイオ素材等のソフトマテリアルを加工対象として，50nm以下の空間加工分解能でナノ修正加工が可能な新しい概念の光触媒ナノ粒子工具チップ・マイクロ加工工具の提案およびその有効性検証を目的とした．まず，理論的側面から光放射圧に基づいた提案全方位工具基本構成を決定した．次に検証実験システムを開発し，提案概念を実現する上で最も重要となる，面内加工分解能がレーザー照射スポットサイズではなく，光放射圧により把持された光触媒ナノ粒子径で決定されること，さらに深さ方向に関しては10nm以下の加工分解能での除去加工が実現できることを実証した．

研究成果

• [雑誌論文] Concept for laser-assisted nano removal beyond the diffraction limit using photocatalyst nanoparticles (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Takahashi, Y. Horita, F. Kaji, Y. Yamaguchi, M. Michihata, K. Takamasu
  • 雑誌名: CIRP Annals - Manufacturing Technology 巻: 未定 号: 1 ページ: 201-204
  • DOI: 10.1016/j.cirp.2015.04.041
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fabrication and Composition Control of Three-Dimensional Dielectric Metal Microstructure Using Photocatalyst Nanoparticles (2014)
  • 著者名/発表者名: Hisamichi Yoshigoe, Shotaro Kadoya, Satoru Takahashi, Kiyoshi Takamasu
  • 雑誌名: International Journal of Automation Technology 巻: 8(4) ページ: 523-529
  • NAID: 130007674071
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Submicrometer thickness layer fabrication for layer-by-layer microstereolithography using evanescent light (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Takahashi, Y. Kajihara, K. Takamasu
  • 雑誌名: CIRP Annals - Manufacturing Technology 巻: 61 号: 1 ページ: 219-222
  • DOI: 10.1016/j.cirp.2012.03.069
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fundamental study on nanoremoval processing method for microplastic structures using photocatalyzed oxidation (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Sekino, Satoru Takahashi, Kiyoshi Takamasu
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 巻: 523-524 ページ: 610-614
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/kem.523-524.610
  • 査読あり
• [学会発表] 光触媒ナノ工具に関する基礎的研究（第７報）－回折限界を超えた微細除去加工の検討－ (2015)
  • 著者名/発表者名: 堀田陽亮，加地史弥，高橋 哲，高増 潔
  • 学会等名: 2015年度精密工学会春季大会学術講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-03-17 – 2015-03-19
• [学会発表] 光触媒ナノ工具に関する基礎的研究（第８報）－放射圧動的制御による高安定トラップ－ (2015)
  • 著者名/発表者名: 加地史弥，堀田陽亮，高橋 哲，高増 潔
  • 学会等名: 2015年度精密工学会春季大会学術講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-03-17 – 2015-03-19
• [学会発表] エバネッセント光の工学応用 ～一括露光型マイクロ光造形法の露光エネルギーへの展開とその展望～ (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋哲
  • 学会等名: 第82回レーザ加工学会講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-01-13 – 2015-01-14
  • 招待講演
• [学会発表] レーザー集光点近傍の光触媒反応を用いた3次元微細構造創製に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 堀田陽亮，吉越久倫，高橋哲，高増潔
  • 学会等名: 日本機械学会 第10回生産加工・工作機械部門講演会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2014-11-15 – 2014-11-16
• [学会発表] 光触媒ナノ粒子を用いた3次元微細構造創製に関する研究（第4報）－THz波制御素子への応用可能性の検討－ (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉越久倫，堀田陽亮，高橋哲, 高増潔
  • 学会等名: 2014年度精密工学会秋季大会学術講演会
  • 発表場所: 鳥取
  • 年月日: 2014-09-16 – 2014-09-18
• [学会発表] 光触媒ナノ工具に関する基礎的研究（第6報）－インプロセス工具位置観察ユニットの実装－ (2014)
  • 著者名/発表者名: 加地 史弥，山口 祐樹，高橋 哲，高増 潔
  • 学会等名: 2014年度精密工学会秋季大会学術講演会
  • 発表場所: 鳥取
  • 年月日: 2014-09-16 – 2014-09-18
• [学会発表] Analysis of TiO2 nanotool handling characteristics for microplastic structures based on laser trapping technique (2014)
  • 著者名/発表者名: Fumiya KAJI, Yuki YAMAGUCHI, Satoru TAKAHASHI and Kiyoshi TAKAMASU
  • 学会等名: the 15th International Conference on Precision Engineering
  • 発表場所: Kanazawa
  • 年月日: 2014-07-23 – 2014-07-25
• [学会発表] Theoretical Analysis of the Spatial Process Resolution of Evanescent Light Exposure for Nano-stereolithography (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki TAHARA, Kodai MIYAKAWA, Toshimune NAGANO, Satoru TAKAHASHI and Kiyoshi TAKAMASU
  • 学会等名: the 15th International Conference on Precision Engineering
  • 発表場所: Kanazawa
  • 年月日: 2014-07-23 – 2014-07-25
• [学会発表] 光によるマイクロ製造科学の新展開 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋哲
  • 学会等名: 第34回 理研シンポジウム「マイクロファブリケーション研究の最新動向～光応用加工・精密計測，レーザー加工の最前線～」
  • 発表場所: 理化学研究所和光研究所
  • 年月日: 2014-05-23
  • 招待講演
• [学会発表] Fundamental study on the world’s thinnest layered micro-stereolithography using evanescent light (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Takahashi, H. Tahara, K. Miyakawa, Y. Kajihara, and K. Takamasu
  • 学会等名: ASPE2014 Spring Topical Meeting
  • 発表場所: Berkerley, USA
  • 年月日: 2014-04-14 – 2014-04-16
• [学会発表] 光触媒ナノ加工工具に関する基礎的研究（第4報）－光放射圧によるTiO2工具チップ把持特性－ (2014)
  • 著者名/発表者名: 加地史弥，山口祐樹，高橋哲，高増潔
  • 学会等名: 2014年度精密工学会春季大会学術講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-03-18 – 2014-03-20
• [学会発表] 光触媒ナノ工具に関する基礎的研究（第5報）－光放射圧制御加工の実験的検証－ (2014)
  • 著者名/発表者名: 山口祐樹，加地史弥，高橋哲，高増潔
  • 学会等名: 2014年度精密工学会春季大会学術講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-03-18 – 2014-03-20
• [学会発表] Study on Photocatalyzed Nano-removal Processing Tool for Microstereolithography (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuki Yamaguchi, Takahiro Sekino, Satoru Takahashi, Kiyoshi Takamasu
  • 学会等名: 5th International Conference of Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology (ASPEN2013)
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2013-11-13 – 2013-11-15
• [学会発表] 光触媒ナノ粒子を用いた3次元微細構造創製に関する研究（第2報）－創製構造物の機能化に向けた実験的検討－ (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉越久倫，門屋祥太郎，高橋哲，高増潔
  • 学会等名: 2013年度精密工学会秋季大会学術講演会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2013-09-11 – 2013-09-13
• [学会発表] 光触媒ナノ工具に関する研究（第3報）－微小除去加工特性の実験的解析－ (2013)
  • 著者名/発表者名: 山口祐樹，加地史弥，高橋哲，高増潔
  • 学会等名: 2013年度精密工学会秋季大会学術講演会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2013-09-11 – 2013-09-13
• [学会発表] Experimental Analysis of Laser-Assisted Microfabrication Using TiO2 Nanoparticles (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Yoshigoe, S. Takahashi, K. Takamasu
  • 学会等名: the 13th euspen International Conference (euspen2013)
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 2013-05-28 – 2013-05-30
• [学会発表] 光触媒ナノ粒子を用いた3次元微細構造創製に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉越久倫，向井康仁，高橋哲，高増潔
  • 学会等名: 2013年度精密工学会春季大会学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学，東京都
• [学会発表] 光触媒ナノ工具に関する基礎的研究（第2報）－光放射圧を利用した加工位置制御法の検討－ (2013)
  • 著者名/発表者名: 関野貴宏，高橋哲，高増潔
  • 学会等名: 2013年度精密工学会春季大会学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学，東京都
• [学会発表] エバネッセント露光型ナノ光造形法に関する研究（第16報）－可変NA伝搬光・エバネッセント光ハイブ リッド露光システムの開発－ (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮川幸大，松澤亮，高橋哲，高増潔
  • 学会等名: 2013年度精密工学会春季大会学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学，東京都
• [学会発表] 高誘電率マイクロ機能構造の創製に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 向井康仁，吉越久倫，高橋哲，高増潔
  • 学会等名: 2013年度精密工学会春季大会学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学，東京都
• [学会発表] 回折限界超越を狙ったレーザー応用技術 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋哲
  • 学会等名: 日本オプトメカトロニクス協会フォトンテクノロジー技術部会講演会
  • 発表場所: 機械振興会館，東京都
  • 招待講演
• [学会発表] Experimental Analysis of Laser-Assisted Microfabrication Using TiO2 Nanoparticles (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Yoshigoe, S. Takahashi, K. Takamasu
  • 学会等名: 13th euspen International Conference
  • 発表場所: Berlin, Germany
• [学会発表] 光触媒ナノ粒子を用いた3次元微細構造創製に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉越久倫，向井康仁，高橋哲，高増潔
  • 学会等名: 2013年度精密工学会春季大会学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] 光触媒ナノ工具に関する基礎的研究（第2報）－光放射圧を利用した加工位置制御法の検討－ (2013)
  • 著者名/発表者名: 関野貴宏，高橋哲，高増潔
  • 学会等名: 2013年度精密工学会春季大会学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] エバネッセント露光型ナノ光造形法に関する研究（第16報）－可変NA伝搬光・エバネッセント光ハイブリッド露光システムの開発－ (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮川幸大，松澤亮，高橋哲，高増潔
  • 学会等名: 2013年度精密工学会春季大会学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] 高誘電率マイクロ機能構造の創製に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 向井康仁，吉越久倫，高橋哲，高増潔
  • 学会等名: 2013年度精密工学会春季大会学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] 光触媒ナノ工具に関する基礎的研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 関野貴宏，高橋哲，高増
  • 学会等名: 2012年度精密工学会秋季大会学術講演会
  • 発表場所: 九州工業大学，福岡県
• [学会発表] エバネッセント露光型ナノ光造形法に関する研究（第15報）ｰエバネッセント露光における樹脂硬化メカ ニズムの解析ｰ (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮川幸大，高橋哲，高増潔
  • 学会等名: 2012年度精密工学会秋季大会学術講演会
  • 発表場所: 九州工業大学，福岡県
• [学会発表] 光励起型三次元ナノマイクロ加工法の新展開 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋哲
  • 学会等名: 第126回ラドテック研究会講演会
  • 発表場所: 学士会館本館，東京都
  • 招待講演
• [学会発表] 光触媒ナノ工具に関する基礎的研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 関野貴宏，高橋哲，高増潔
  • 学会等名: 2012年度精密工学会秋季大会学術講演会
  • 発表場所: 九州工業大学
• [学会発表] エバネッセント露光型ナノ光造形法に関する研究（第15報）ｰエバネッセント露光における樹脂硬化メカニズムの解析ｰ (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮川幸大，高橋哲，高増潔
  • 学会等名: 2012年度精密工学会秋季大会学術講演会
  • 発表場所: 九州工業大学
• [学会発表] 局在光制御によるセルインマイクロファクトリに関する基礎的研究（第1報）－酸化チタン光触媒ナノ粒子による微細除去加工基本機能の検証－ (2011)
  • 著者名/発表者名: 関野貴宏，高橋哲，高増潔
  • 学会等名: 2011年度精密工学会秋季大会学術講演会
  • 発表場所: 金沢大学
• [備考] 東京大学 先端科学技術研究センター 高橋研究室
  • URL: http://www.photon.rcast.u-tokyo.ac.jp/