自己組織化金属ナノ粒子膜へのレーザー光照射によるナノテクスチャ形成と表面機能化

• 研究課題/領域番号: 24360301
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 材料加工・処理
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 渡辺 明 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (40182901)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円); 2014年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2013年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2012年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
• キーワード: レーザープロセッシング / 金属ナノ粒子 / 有機無機ハイブリッド / 微細表面テクスチャ / 自己組織化構造 / ナノプロセス / 微細加工 / レーザープロセシング

研究成果の概要

本研究では、レーザープロセッシングというトップダウン的な手法に、金属ナノ粒子/有機分子ハイブリッド材料の自己組織化構造形成というボトムアップ的な手法を導入することによって、金属表面へのテクスチャ構造形成と表面機能化のための新手法を開拓することを目的とした。金属ナノ粒子とPOSS（polyhedral oligomeric silsesquioxane）とハイブリッド膜で形成される自己組織化構造にレーザー光を照射・走査することにより、微細ナノテクスチャ構造を有する金属表面を形成した。銀ナノ粒子からなるマクロポア構造を有する薄膜は、疎水性表面や表面増強ラマン散乱センサー基板としての機能を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Effect of copper nanoparticle addition on the electrical and optical properties of thin films prepared from silver nanoparticles (2015)
  • 著者名/発表者名: Gang Qin
  • 雑誌名: J. Mater. Sci. 巻: 50 号: 1 ページ: 49-56
  • DOI: 10.1007/s10853-014-8564-x
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Present status and future outlook of selective metallization for electronics industry by laser irradiation to metal nanoparticles (2015)
  • 著者名/発表者名: Akira Watanabe
  • 雑誌名: Proc. SPIE 巻: 9351 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1117/12.2078081
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A. Conductive Network Structure Formed by Laser Sintering of Silver Nanoparticles (2014)
  • 著者名/発表者名: Gang Qin
  • 雑誌名: J. Nanoparticle Res. 巻: 16 号: 11 ページ: 26841-268412
  • DOI: 10.1007/s11051-014-2684-8
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Transparent conductive films based on the laser sintering of metal and metal oxide nanoparticles (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Watanabe,
  • 雑誌名: Proc. SPIE 8968 巻: - ページ: 89680Q-89680Q
  • DOI: 10.1117/12.2037545
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laser Sintering of Metal Nanoparticle Film (2013)
  • 著者名/発表者名: Akira Watanabe
  • 雑誌名: Journal of Photopolymer Science and Technology 巻: 26 号: 2 ページ: 199-205
  • DOI: 10.2494/photopolymer.26.199
  • NAID: 130004465020
  • ISSN: 0914-9244, 1349-6336
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrophobic Surface Based on Microtexture of Ag Nanoparticle/POSS Nanocomposite Film (2013)
  • 著者名/発表者名: Akira Watanabe
  • 雑誌名: Cemistry Letters 巻: 42(10) 号: 10 ページ: 1255-1256
  • DOI: 10.1246/cl.130532
  • NAID: 10031201329
  • 査読あり
• [雑誌論文] 金属ナノ粒子を用いたレーザ照射による金属化技術の現状と将来展望 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 明
  • 雑誌名: レーザ加工学会講演論文集 巻: 80 ページ: 165-170
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of Transparent Conductive Film by laser Sintering of Ag Nanoparticle (2013)
  • 著者名/発表者名: Gang Qin
  • 雑誌名: 第80回レーザ加工学会講演論文集 巻: 80 ページ: 231-231
• [雑誌論文] Synthesis and monolayer behavior of organogermamum clusters (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Ogawa
  • 雑誌名: Journal of Colloid and Interface Science 巻: 391 ページ: 1-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laser sintering of gold nanoparticles on a copper substrate toward an alternative Akira Watanabe to gold plating (2013)
  • 著者名/発表者名: Akira Watanabe
  • 雑誌名: Proc. of SPIE 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of Microstructures by Laser Sintering of Metal Nanoparticle/POSS Hybrid Films (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Watanabe
  • 雑誌名: J. Photopolym. Sci. Technol. 巻: 25 ページ: 679-680
  • NAID: 130004833498
  • 査読あり
• [学会発表] 銅ナノ粒子薄膜へのレーザー直接描画による銅グリッドパターンの形成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡辺明
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [学会発表] Present status and future outlook of selective metallization for electronics industry by laser irradiation to metal nanoparticle (2015)
  • 著者名/発表者名: Akira Watanabe
  • 学会等名: SPIE Photonics West 2015
  • 発表場所: San Francisco, 米国
  • 年月日: 2015-02-13 – 2015-02-18
  • 招待講演
• [学会発表] 金属ナノ粒子を用いたレーザープロセッシングによる導電性微細パターン形成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡辺明
  • 学会等名: 第207回フォトポリマー懇話会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-12-02
  • 招待講演
• [学会発表] 銅微粒子のレーザーシンタリングによる導電膜形成と微細パターニング (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡辺明
  • 学会等名: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [学会発表] Transparent Conductive Films by Laser Sintering of Metal Nanoparticles (2014)
  • 著者名/発表者名: Gang Qin
  • 学会等名: The 31st International Conference of Photopolymer Science and Technology Materials & Processes for Advanced Microlithography, Nanotechnology and Phototechnology
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2014-07-08 – 2014-07-11
• [学会発表] 金属ナノ粒子を用いたレーザーシンタリングによる透明導電膜形成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡辺明
  • 学会等名: 第63回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2014-05-28 – 2014-05-30
• [学会発表] Transparent conductive films based on the laser sintering of metal and metal oxide nanoparticles (2014)
  • 著者名/発表者名: Akira Watanabe
  • 学会等名: SPIE 2014 Photonics West
  • 発表場所: USA, San Francisco
• [学会発表] 金属ナノ粒子を用いたレーザ照射による金属化技術の現状と将来展望 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡辺明
  • 学会等名: レーザ加工学会
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] 金属および酸化物半導体ナノ粒子を用いた透明導電膜 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡辺明
  • 学会等名: 第32回無機高分子研究討論会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Formation of Transparent Conductive Film by laser Sintering of Ag Nanoparticle (2013)
  • 著者名/発表者名: 秦剛
  • 学会等名: 第80回レーザ加工学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Laser Sintering of Metal Nanoparticle Film (2013)
  • 著者名/発表者名: Akira Watanabe
  • 学会等名: ICPST-30
  • 発表場所: Chiba, Japan
• [学会発表] Laser sintering of gold nanoparticles 0n a copper substrate oward an alternative to gold plating (2013)
  • 著者名/発表者名: Akira, Watanabe
  • 学会等名: The Conference of Photopolymer Science and Technology ICPST-29
  • 発表場所: San Francisco, USA
• [学会発表] レーザー直接描画法による機能性薄膜の微細パターン形成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡辺明
  • 学会等名: 光材料・応用技術研究会
  • 発表場所: 東京(招待講演)
  • 年月日: 2012-08-24
• [学会発表] Formation of Microstructures by Laser Sintering of Metal Nanoparticle/POSS Hybrid Films (2012)
  • 著者名/発表者名: Akira, Watanabe
  • 学会等名: The Conference of Photopolymer Science and Technology ICPST-29
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2012-06-30
• [学会発表] POSSと金属ナノ粒子からなる自己組織化構造のレーザと金属ナノ粒子からなる自己組織化構造のレーシンタリング (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡辺明
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋