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分子エレクトロニクスに資する電極作製技術と機能分子接合

公募研究

研究領域配位プログラミング ― 分子超構造体の科学と化学素子の創製
研究課題/領域番号 22108502
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学

研究代表者

中川 勝  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (10293052)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2011年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2010年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード微細加工 / 高分子構造・物性 / ナノ材料
研究概要

昨年の研究成果で、電子線リソグラフィで作製した微細パターンを有するマスターモールドを使用し、光反応性単分子膜の使用を特徴とする独自に開発した界面化学結合型熱ナノインプリントリソグラフィと金の電解金析出を組み合させるプロセスが電極作製に利用できることを原理的に確認した。さらに、ポリスチレンが電解金析出のレジスト材料として形状忠実性に優れること、蛍光色素を添加した蛍光レジストが蛍光像観察から非破壊でかつ広領域でレジスト成型形状管理に利用できることを示した。本年度は、異なるレジストパターン開口部での金の電解析出挙動を中心に研究を進めた。100nmから1μmまでの異なる線幅を有する1:1のライン&スペースパターンを作製し、レジスト膜の成型と金の電解析出を行った。電流密度が高い場合、200nm以下の線幅で金の析出が抑制させる現象が認められた。電流密度を低下させることで、金のラインパターンの高さがレジストパターン開口部の線幅に依存しなくなったことから、200nm以下では電極活性種の拡散律速が起こることが示唆された。電解析出条件の最適化により、異なるパターン構造を有する電極基板が作製できることがわかった。数十回程度のシリコンマスターモールドの使用で、モールドの微細パターンに一部損壊した欠陥ができることがわかり、ナノギャップ電極作製プロセスに適したレプリカモールドの必要性が生じた。表面修飾シリカナノ粒子とアクリレートからなる光硬化性有機無機複合組成物を調製し、光ナノインプリント法で成型した結果、寸法転写性、離型層形成性に優れたレプリカモールドの開発に成功した。レプリカモールドを用いたポリスチレンレジスト薄膜の加工で20nmギャップまで成型でき、金の電解析出後も20nmギャップをほぼ維持できることがわかった。マスターモールドを転写したレプリカモールドでレジスト加工と金の電解析出を行う、ナノギャップ電極の量産スキームを確立できた。

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (8件) 図書 (1件) 備考 (2件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Silica/Ultraviolet-Cured Resin Nanocomposites for Replica Molds in Ultraviolet Nanoimprinting2012

    • 著者名/発表者名
      C.M.Yun, S.Kudo, K.Nagase, S.Kubo, M.Nakagawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 51(採択済)

    • NAID

      210000140802

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Resist Pattern Inspection Using Fluorescent Dye-Doped Polystyrene Thin Films in Reactive-Monolayer-Assisted Thermal Nanoimprint Lithography2011

    • 著者名/発表者名
      S.Kubo, Y.Sato, Y.Hirai, M.Nakagawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 50 号: 6S ページ: 06GK10-06GK10

    • DOI

      10.1143/jjap.50.06gk10

    • NAID

      210000070747

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optically Transparent and Refractive Index-tunable ZrO_2/Photopolymer Composites Designed for Ultraviolet Nanoimprinting2011

    • 著者名/発表者名
      S.Kudo, K.Nagase, S.Kubo, M.Nakagawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 50 号: 6S ページ: 06GK12-06GK12

    • DOI

      10.1143/jjap.50.06gk12

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ナノインプリントリソグラフィにおける光機能材料化学2011

    • 著者名/発表者名
      中川勝、久保祥一
    • 雑誌名

      マテリアルインテグレーション

      巻: 24 ページ: 248-253

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] Resist Properties of Thin Poly (methyl methacrylate) and Polystyrene Films Patterned by Thermal Nanoimprint Lithography for Au Electrodeposition2010

    • 著者名/発表者名
      Koichi Nagase, Shoichi Kubo, Masaru Nakagawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 49

    • NAID

      210000068708

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Silica/UV-Cured Resin Nanocomposites for Replica Molds in UV Nanoimprinting2011

    • 著者名/発表者名
      S.Kudo, C.M.Yun, K.Nagase, S.Kubo, M.Nakagawa
    • 学会等名
      24th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2011)
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2011-10-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 界面化学結合型熱ナノインプリントリソグラフィによる貴金属格子パターンの作製と透明導電膜への応用2011

    • 著者名/発表者名
      久保祥一, 永瀬康一, 大嶽知之, 姜義哲, 片岡浩, 山田正, 中川勝
    • 学会等名
      第60回高分子討論会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2011-09-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Transparent Conductive Polymer Substrates Covered with a Silver Fish-Net Structure Prepared by Reactive-Monolayer-Assisted Thermal Nanoimprint Lithography2011

    • 著者名/発表者名
      K.Nagase, M.Kawashima, T.Ohtake, E.C.Kang, S.Kubo, M.Nakagawa
    • 学会等名
      26th European Photovoltaic Solar Energy Conference (EU PVSEC 2011)
    • 発表場所
      ハンブルグ(ドイツ)
    • 年月日
      2011-09-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 界面化学結合型熱ナノインプリントリソグラフィにより作製される網目状透明導電樹脂基板2011

    • 著者名/発表者名
      久保祥一, 中川勝
    • 学会等名
      NGLワークショップ2011
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-07-12
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 界面化学結合型熱ナノインプリントリソグラフィにより得られる透明導電銀樹脂シート2011

    • 著者名/発表者名
      永瀬康一, 久保祥一, 中川勝
    • 学会等名
      東北大学多元物質科学研究所高分子・ハイブリッド材料研究センターシンポジウム
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2011-06-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Resolution Limit to Observe Nanoimprinted Patterns Using Fluorescent Molecules2011

    • 著者名/発表者名
      T.Tamioka, K.Kobayashi, S.Kubo, M.Nakagawa
    • 学会等名
      International Symposium on Integrated Molecular/Materials Engineering 2011
    • 発表場所
      北京(中国)
    • 年月日
      2011-06-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Resist Pattern Inspection Using Fluorescent Dye-Doped Poly (styrene) Thin Films in Reactive-Monolayer-Assisted Thermal Nanoimprint Lithography2010

    • 著者名/発表者名
      S.Kubo, Y.Sato, M.Nakagawa
    • 学会等名
      The 23rd International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2010)
    • 発表場所
      福岡県小倉
    • 年月日
      2010-11-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Reactive-Monolayer-Assisted Thermal Nanoimprint Lithography for Fine Metal Patterning2010

    • 著者名/発表者名
      S.Kubo, K.Nagase, M.Nakagawa
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Nanoimprint and Nanoprint Technology (NNT2010)
    • 発表場所
      デンマーク(コペンハーゲン)
    • 年月日
      2010-10-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] ナノインプリントの開発とデバイス応用第10章第1節「ナノインプリントパターン評価」2011

    • 著者名/発表者名
      久保祥一, 中川勝
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.tagen.tohoku.ac.jp/labo/nakagawa/results.html

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.tagen.tohoku.ac.jp/labo/nakagawa/results.html

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [産業財産権] 金属膜パターン付き基体の製造方法,及びモールドの製造方法2011

    • 発明者名
      中川勝, 永瀬康一, 久保祥一
    • 権利者名
      国立大学法人東北大学
    • 産業財産権番号
      2011-207444
    • 出願年月日
      2011-09-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [産業財産権] ナノインプリント用複製モールド2011

    • 発明者名
      中川勝, 工藤進平, 尹哲民, 永瀬康一, 久保祥一
    • 権利者名
      国立大学法人東北大学
    • 産業財産権番号
      2011-226695
    • 出願年月日
      2011-10-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2018-03-28  

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