| 研究課題/領域番号 |
23K22654
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| 補助金の研究課題番号 |
22H01383 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18020:加工学および生産工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
栗原 一真 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究主幹 (90392612)
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| 研究分担者 |
中野 美紀 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (20415722)
穂苅 遼平 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (20759998)
鈴木 健太 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (60709509)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 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)
2024年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2023年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2022年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | ナノインプリント / 成形加工 / ナノホトニクス / 自己柱状成膜 / 光学デバイス / 射出成型 / 成膜 / ナノ構造体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、申請者らが発見した自己組織化形成技術を用いて、真空形成技術による新たなボトムアップナノ構造体の形成技術の統計的な確立を行い、任意方向にパターン形状を持って整列制御された立体ナノ構造体の自己組織化成膜技術を実現する研究を行う。また、異方性
を持って制御された立体ナノ構造体の形状特性を用いて、フォトニクス光学部材やプラズモニクスなどの発展に資する高機能光学部材開発の展開を行う。
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| 研究実績の概要 |
ナノインプリントなどの微細成形技術で形成したナノ構造体と、平均自由行程を制御した真空成膜技術を融合することで、ナノ構造体の凹部のみに特異的な3次 元立体構造体が自己組織化形成できる事を発見した。本研究では、その特異的な自己組織化形成技術を用いて、真空形成技術による新たなボトムアップナノ構造 体の形成技術の統計的な確立を行い、任意方向にパターン形状を持って整列制御された立体ナノ構造体の自己組織化成膜技術を実現する研究を行う。 本年度は、平均直径300nm程度の凸円形形状を持つナノ構造体の金型を用いて、射出成型で転写成形しポリカーボネイト(PC)樹脂表面に凹円形状のナノ構造 体を形成した基盤を用いて、成膜材料や成膜条件(ターゲット-基盤間距離:T-S間距離）を変化させて、平均自由行程が及ぼす自己柱造ナノ構造体の形成過程について調査を行った。成膜材料はSiO2に加え、AgやSiの成膜を行った。、平均自由行程が及ぼす自己柱造ナノ構造体の形成過程については、平均自由行程が、一般的な成膜条件である12.5mmの場合(真空度0.5MPa)に比べ、4倍以上短くなる真空度(2MPa)状になると自己柱造構造になることが判明しているが、成膜速度が課題となっていた。本年度の研究では、T-S間距離を従来の12mmから6倍以上のT-S間距離(70mm)にする事で、従来の成膜真空度で自己柱造構造体が形成できる事が分かった。 一方、銀がシリコンを用いて自己柱造構造体の形成過程を調べた時には、自己柱造構造体の発生は確認されず、構造体に均一に成膜される結果となった。この変化は材料の形成過程に起因するものであると考えており、引き続き、酸化物材料について調査を行う必要があると考えている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本年度は、平均直径300nm程度の凸円形形状を持つナノ構造体の金型を用いて、射出成型で転写成形しポリカーボネイト(PC)樹脂表面に凹円形状のナノ構造 体を形成した基盤を用いて、成膜材料や成膜条件(ターゲット-基盤間距離:T-S間距離）を変化させて、平均自由行程が及ぼす自己柱造ナノ構造体の形成過程について調査を行った。T-S間距離の変化によって、自己柱造構造体の形成ができることは、一般的な真空成膜装置でもできるため、重要な成果が得られたと考えている。一方で、他の成膜材料(AgやSi)で成膜を行った時には、自己柱造構造体の発生は確認されず、構造体に均一に成膜される結果となった。この変化は材料の形成過程に起因するものであると考えており、引き続き、酸化物材料について調査を行う必要があると考えている。この自己柱造構造体である「ナノ凹凸形状表面での薄膜成長過程」は、まだまだ未知の領域であり、これらを整理して詳細に調査 を行うことで、ナノ構造体の新たな成膜形成領域として知見を深める事に繋げる事ができ、より詳細な制御に繋げる事ができると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度は、EB描画したナノパターンから作成した金型を用いて、今年度と同様にポリカーボネイト基盤に転写成形したナノ構造体基盤のプロセス技術の確立を行 う。これらプロセス技術を確立し、正円形状から楕円形状にアスペクト比を変化させたナノ構造体の形成を行って、ナノ構造体のパターン形状によって自己柱造 構造体の形成がどのように変化するのかの調査を行う。一方、今年度の調査では、ライン&スペースパターンになると自己鋳造構造体の形成が確認できない事が判 明したので、どのようなパターンになると、自己鋳造構造体の形成が行われなくなってしまうのかの調査を行う。これら調査から、ナノ構造体の新たな成膜形成 領域として知見を深める事に繋げる事ができ、より詳細な制御に繋げるて行きたいと考えている。
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