高規則化ナノレンズアレイの創成と光学的応用

• 研究課題/領域番号: 24686080
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 材料加工・処理
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 菊地 竜也 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60374584)
• 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: 17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円); 2014年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2013年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2012年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
• キーワード: ナノ材料 / 表面・界面制御 / アノード酸化 / アルミニウム

研究成果の概要

自己組織化アノード酸化を用いた新規プロセスにより、高い規則性を持つナノレンズアレイを作製した。セレン酸およびエチドロン酸を用いたアノード酸化と酸化皮膜溶解の連続プロセスにより、アルミニウム表面上に高規則性アルミニウムディンプルアレイを構築した。アルミニウム表面は、ナノ構造に基づく構造色を発現した。アルミニウム上のナノ形状を紫外線硬化樹脂を用いたナノインプリンティングの手法により高分子に転写することができた。ナノレンズアレイ形成ポリマー表面は、アルミニウムテンプレートと同様、規則的なナノ構造に基づく構造色を発現した。

研究成果

• [雑誌論文] Highly Ordered Anodic Alumina Nanofibers Fabricated via Two Distinct Anodizing Processes (2015)
  • 著者名/発表者名: Daiki Nakajima, Tatsuya Kikuchi, Shungo Natsui, Ryosuke O. Suzuki
  • 雑誌名: ECS Electrochemistry Letters 巻: 4 号: 5 ページ: H14-H17
  • DOI: 10.1149/2.0021505eel
  • NAID: 120005625309
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Polymer nanoimprinting using an anodized aluminum mold for structural coloration (2015)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Kikuchi, Osamu Nishinaga, Shungo Natsui, Ryosuke O. Suzuki
  • 雑誌名: Applied Surface Science 巻: 341 ページ: 19-27
  • DOI: 10.1016/j.apsusc.2015.03.007
  • NAID: 120005572430
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fabrication of Self-Ordered Porous Alumina via Etidronic Acid Anodizing and Structural Color Generation from Submicrometer-Scale Dimple Array (2015)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Kikuchi, Osamu Nishinaga, Shungo Natsui, Ryosuke O. Suzuki
  • 雑誌名: Electrochimica Acta 巻: 156 ページ: 235-243
  • DOI: 10.1016/j.electacta.2014.12.171
  • NAID: 120005527844
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Porous Aluminum Oxide Formed by Anodizing in Various Electrolyte Species (2015)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Kikuchi, Daiki Nakajima, Osamu Nishinaga, Shungo Natsui, Ryosuke O. Suzuki
  • 雑誌名: Current Nanoscience 巻: 未定
  • NAID: 120005906777
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ultra-High Density Single Nanometer-Scale Anodic Alumina Nanofibers Fabricated by Pyrophosphoric Acid Anodizing (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Kikuchi, Osamu Nishinaga, Daiki Nakajima, Jun Kawashima, Shungo Natsui, Norihito Sakaguchi, Ryosuke O. Suzuki
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4 号: 1 ページ: 7411-7411
  • DOI: 10.1038/srep07411
  • NAID: 120005530848
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Growth behavior of anodic oxide formed by aluminum anodizing in glutaric and its derivative acid electrolytes (2014)
  • 著者名/発表者名: Daiki Nakajima, Tatsuya Kikuchi, Shungo Natsui, Ryosuke O. Suzuki
  • 雑誌名: Applied Surface Science 巻: 321 ページ: 364-370
  • DOI: 10.1016/j.apsusc.2014.10.014
  • NAID: 120005476181
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Self-Ordering Behavior of Anodic Porous Alumina via Selenic Acid Anodizing (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Kikuchi, Osamu Nishinaga, Shungo Natsui, Ryosuke O. Suzuki
  • 雑誌名: Electrochimica Acta 巻: 137 ページ: 728-735
  • DOI: 10.1016/j.electacta.2014.06.078
  • NAID: 120005455908
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fabrication of Anodic Nanoporous Alumina via Acetylenedicarboxylic Acid Anodizing (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Kikuchi, Osamu Nishinaga, Shungo Natsui, Ryosuke O. Suzuki
  • 雑誌名: ECS Electrochemistry Letters 巻: 3 号: 7 ページ: C25-C28
  • DOI: 10.1149/2.0071407eel
  • NAID: 120005446633
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fabrication of anodic porous alumina via anodizing in cyclic oxocarbon acids (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Kikuchi, Daiki Nakajima, Jun Kawashima, Shungo Natsui, Ryosuke O. Suzuki
  • 雑誌名: Applied Surface Science 巻: 313 ページ: 276-285
  • DOI: 10.1016/j.apsusc.2014.05.204
  • NAID: 120005457005
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fabrication of Anodic Porous Alumina by Squaric Acid Anodizing (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Kikuchi, Tsuyoshi Yamamoto, Shungo Natsui, and Ryosuke O. Suzuki
  • 雑誌名: Electrochimica Acta 巻: 123 ページ: 14-22
  • DOI: 10.1016/j.electacta.2013.12.186
  • NAID: 120005446632
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rapid fabrication of self-ordered porous alumina with 10-/sub-10-nm-scale nanostructures by selenic acid anodizing (2013)
  • 著者名/発表者名: Osamu Nishinaga, Tatsuya Kikuchi, Shungo Natsui, and Ryosuke O. Suzuki
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 3 号: 1 ページ: 2748-2748
  • DOI: 10.1038/srep02748
  • NAID: 120005350091
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth Behavior of Anodic Porous Alumina Formed in Malic Acid Solution (2013)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Kikuchi, Tsuyoshi Yamamoto, and Ryosuke O. Suzuki
  • 雑誌名: Applied Surface Science 巻: 284 ページ: 907-913
  • DOI: 10.1016/j.apsusc.2013.08.044
  • NAID: 120005322433
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aluminum Bulk Micromachining through an Anodic Oxide Mask by Electrochemical Etching in an Acetic Acid / Perchloric Acid Solution (2013)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Kikuchi, Yuhta Wachi, Masatoshi Sakairi, and Ryosuke O. Suzuki
  • 雑誌名: Microelectronic Engineering 巻: 111 ページ: 14-20
  • DOI: 10.1016/j.mee.2013.05.007
  • NAID: 120005322432
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of a Meniscus Microlens Array Made of Anodic Alumina by Laser Irradiation and Electrochemical Techniques (2013)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Kikuchi, Yuhta Wachi, Taka-aki Takahashi, Masatoshi Sakairi, and Ryosuke O. Suzuki
  • 雑誌名: Electrochimica Acta 巻: 94 ページ: 269-276
  • DOI: 10.1016/j.electacta.2013.02.020
  • NAID: 120005322416
  • 査読あり
• [学会発表] アノード酸化によるアルミナナノファイバーの作製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 菊地竜也、中島大希、川嶋潤、西長理、夏井俊吾、坂口紀史、鈴木亮輔
  • 学会等名: 表面技術協会第131回講演大会
  • 発表場所: 関東学院大学（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2015-03-05 – 2015-03-06
• [学会発表] ピロりん酸アノード酸化におけるアルミナナノファイバーの成長機構と超親水性発現 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中島大希、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • 学会等名: 表面技術協会第131回講演大会
  • 発表場所: 関東学院大学（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2015-03-05 – 2015-03-06
• [学会発表] ピロりん酸アノード酸化におけるアルミナナノファイバーの成長挙動 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中島大希、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • 学会等名: 平成26年度 日本鉄鋼協会・日本金属学会両支部合同冬季講演大会
  • 発表場所: 室蘭工業大学（北海道室蘭市）
  • 年月日: 2015-01-29 – 2015-01-30
• [学会発表] エチドロン酸アノード酸化とナノ構造制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西長理、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • 学会等名: 化学系学協会北海道支部 2015年冬季研究発表会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道札幌市）
  • 年月日: 2015-01-27 – 2015-01-28
• [学会発表] ポーラスアルミナの生成挙動におよぼす電解質化学種の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 菊地竜也
  • 学会等名: 第31回ARS足柄コンファレンス
  • 発表場所: いこいの村あしがら（神奈川県大井町）
  • 年月日: 2014-11-20 – 2014-11-21
  • 招待講演
• [学会発表] エチドロン酸アノード酸化と構造色発現 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西長理、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • 学会等名: 第31回ARS足柄コンファレンス
  • 発表場所: いこいの村あしがら（神奈川県大井町）
  • 年月日: 2014-11-20 – 2014-11-21
• [学会発表] 環状オキソカーボン酸を用いたポーラスアルミナの作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 菊地竜也、中島大希、川嶋潤、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • 学会等名: 表面技術協会第130回講演大会
  • 発表場所: 京都大学（京都府京都市）
  • 年月日: 2014-09-22 – 2014-09-23
• [学会発表] ケトグルタル酸を用いたポーラスアルミナの作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中島大希、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • 学会等名: 表面技術協会第130回講演大会
  • 発表場所: 京都大学（京都府京都市）
  • 年月日: 2014-09-22 – 2014-09-23
• [学会発表] エチドロン酸を用いたアルミニウムのアノード酸化―500nm以上のセルサイズを持つ高規則性ポーラスアルミナの作製― (2014)
  • 著者名/発表者名: 西長理、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • 学会等名: 表面技術協会第130回講演大会
  • 発表場所: 京都大学（京都府京都市）
  • 年月日: 2014-09-22 – 2014-09-23
• [学会発表] アノード酸化皮膜の成長挙動におよぼす電解質化学種の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中島大希、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • 学会等名: 日本金属学会・日本鉄鋼協会 両北海道支部合同夏季サマーセッション
  • 発表場所: 北海道大学（北海道札幌市）
  • 年月日: 2014-07-28
• [学会発表] Fabrication of Highly Ordered Anodic Porous Alumina by Selenic Acid Anodizing (2014)
  • 著者名/発表者名: 273） Osamu Nishinaga, Tatsuya Kikuchi, Shungo Natsui, Ryosuke O. Suzuki
  • 学会等名: AST2014, 2nd International Symposium on Anodizing Science and Technology
  • 発表場所: ガトーキングダムサッポロ（北海道札幌市）
  • 年月日: 2014-06-04 – 2014-06-06
• [学会発表] セレン酸アノード酸化による高規則性ナノポーラスアルミナの作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西長理、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • 学会等名: 電気化学会第81回大会
  • 発表場所: 関西大学（大阪府吹田市）
• [学会発表] セレン酸アノード酸化皮膜のナノ構造制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西長理、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • 学会等名: 化学系学協会北海道支部 2014年冬季研究発表会
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
• [学会発表] メルドラム酸を用いたナノポーラスアルミナの作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐渡惇貴、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • 学会等名: 化学系学協会北海道支部 2014年冬季研究発表会
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
• [学会発表] スクアリン酸ナノポーラスアルミナの成長挙動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本堅士、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • 学会等名: 平成25年度 日本鉄鋼協会・日本金属学会両支部合同冬季講演大会
  • 発表場所: 北海道立道民活動センター（札幌市）
• [学会発表] ナノポーラスアルミナの規則性におよぼすセレン酸濃度の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西長理、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • 学会等名: 第30回ARS弘前コンファレンス
  • 発表場所: 弘前パークホテル（青森県弘前市）
• [学会発表] スクアリン酸アノード酸化皮膜の成長挙動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山本堅士、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • 学会等名: 第30回ARS弘前コンファレンス
  • 発表場所: 弘前パークホテル（青森県弘前市）
• [学会発表] メルドラム酸を用いたアルミニウムのアノード酸化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐渡惇貴、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • 学会等名: 第30回ARS弘前コンファレンス
  • 発表場所: 弘前パークホテル（青森県弘前市）
• [学会発表] 新しいナノポーラスアルミナを求めて (2013)
  • 著者名/発表者名: 菊地竜也
  • 学会等名: 第30回ARS弘前コンファレンス
  • 発表場所: 弘前パークホテル（青森県弘前市）
  • 招待講演
• [学会発表] セレン酸を用いた新しい高規則性ナノポーラスアルミナの作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西長理、菊地竜也、鈴木亮輔
  • 学会等名: 表面技術協会第128回講演大会
  • 発表場所: 福岡工業大学（福岡市）
• [学会発表] スクアリン酸アノード酸化によるナノポーラスアルミナの作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山本堅士、菊地竜也、夏井俊悟、鈴木亮輔
  • 学会等名: 表面技術協会第128回講演大会
  • 発表場所: 福岡工業大学（福岡市）
• [学会発表] ポーラス型アノード酸化皮膜のマイクロ・ナノテクノロジー (2013)
  • 著者名/発表者名: 菊地竜也
  • 学会等名: 資源・素材2013 平成25年度資源・素材関係学協会合同秋季大会
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
  • 招待講演
• [学会発表] りんご酸アノード酸化皮膜の生成挙動とナノ構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山本堅土、菊地竜也、鈴木亮輔
  • 学会等名: 表面技術協会第127回講演大会
  • 発表場所: 日本工業大学(埼玉県宮代町)
• [学会発表] りんご酸を用いたアルミニウムのアノード酸化 -サブミクロンディンプル構造の生成- (2013)
  • 著者名/発表者名: 山本堅士、菊地竜也、鈴木亮輔
  • 学会等名: 化学系学協会北海道支部 2013年冬季研究発表会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
• [学会発表] ポーラス型・バリヤー型複合アノード酸化によるアルミナナノレンズアレイの作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 上田勇、菊地竜也、鈴木亮輔
  • 学会等名: 化学系学協会北海道支部 2013年冬季研究発表会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
• [学会発表] アノード酸化ナノポーラスアルミナの規則化挙動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 上田勇、菊地竜也、鈴木亮輔、Li Ronghua
  • 学会等名: 日本金属学会・日本鉄鋼協会 両北海道支部合同夏季サマーセッション
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2012-07-24
• [学会発表] ジカルボン酸を用いたナノポーラスアルミナ層の作成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山本堅士、菊地竜也、鈴木亮輔
  • 学会等名: 日本金属学会・日本鉄鋼協会 両北海道支部合同夏季サマーセッション
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2012-07-24
• [学会発表] 200 Vを超えるりん酸アノード酸化皮膜の作製と光学的応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 上田勇、菊地竜也、鈴木亮輔、Li Ronghua
  • 学会等名: 第29回ARS伊豆長岡コンファレンス
  • 発表場所: 伊豆長岡温泉おおとり荘(静岡県伊豆の国市)
• [学会発表] りんご酸を用いたアノード酸化によるアルミニウムナノディンプルの形成挙動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山本堅士、菊地竜也、鈴木亮輔
  • 学会等名: 第29回ARS伊豆長岡コンファレンス
  • 発表場所: 伊豆長岡温泉おおとり荘(静岡県伊豆の国市)
• [学会発表] Fabrication of Flexible Alumina Microlens Array by Laser Irradiation and Aluminum Anodizing (2012)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Kikuchi, Yuhta Wachi, Taka-aki Takahashi, Masatoshi Sakairi, and Ryosuke O. Suzuki
  • 学会等名: PRiME 2012, 222nd ECS Meeting and 2012 Fall Meeting of ECSJ
  • 発表場所: Hawaii Convention Center(USA)
• [学会発表] 種々のジカルボン酸を用いたポーラスアルミナの作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山本堅士、菊地竜也、鈴木亮輔
  • 学会等名: 表面技術協会第126回講演大会
  • 発表場所: 室蘭工業大学(北海道室蘭市)
• [学会発表] 自己組織化アノード酸化によるナノディンプルアレイの作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 上田勇、菊地竜也、鈴木亮輔、Li Ronghua
  • 学会等名: 日本金属学会第151回講演大会
  • 発表場所: 愛媛大学(愛媛県松山市)
• [学会発表] アルミニウムの機械加工と電気化学的表面処理によるアルミナ製マイクロレンズアレイの作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 菊地竜也、高橋孝明、鈴木亮輔
  • 学会等名: 軽金属学会 第122回春期大会
  • 発表場所: 九州大学伊都キャンパス(福岡市)
• [学会発表] セレン酸によるアルミニウムのアノード酸化
  • 著者名/発表者名: 西長理、菊地竜也、鈴木亮輔
  • 学会等名: 日本金属学会・日本鉄鋼協会 両北海道支部合同夏季サマーセッション
  • 発表場所: 室蘭工業大学（北海道室蘭市）