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精密機械加工を援用した自己組織化による超微細素子の効率的製造法

公募研究

研究領域電磁メタマテリアル
研究課題/領域番号 25109705
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
研究機関東京工業大学

研究代表者

吉野 雅彦  東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (40201032)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2014年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2013年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワード自己組織化 / ナノ材料 / 光物性 / 製造技術 / 超微細加工 / 機械加工 / 先端的デバイス
研究実績の概要

本年度は、メタマテリアルの微細金属共振素子を超微細塑性加工法を利用し製作する方法を検討した。まず上面に50μm角の平面を有する単結晶ダイヤモンド工具をFIBでエッチングし3μm間隔の格子点に突起を有する超微細ストラクチャ工具を作製した。この工具を昨年度作成した超微細加工装置に用いて、対向Cリング型共振素子を作成するための微細溝パターンを金コーティング膜に加工する方法を開発し、熱デウェティング法による自己組織化を試みた。しかし、超微細ストラクチャ工具で加工された溝幅が対向Cリング型共振素子の寸法と比較して相対的に太く、熱デウェッティングによる自己組織化形態を制御することが困難であった。
次いで、平行ロッド型共振素子の開発を試みた。まずナイフエッジ型ダイヤモンド工具を超微細塑性加工装置に用い、石英ガラスにコーティングした金薄膜に長方形の微細格子溝を加工した。次いで熱デウェッティング法により金薄膜をロッドアレイ状に凝集させ、その上に絶縁層としてSiO2膜をコーティングした。さらにその上に金薄膜をコーティングした後、熱デウェッティング法で凝集させた。これにより二層目の金薄膜は一層目の金薄膜の真上に凝集し、絶縁膜を挟んだ二層の金ロッドが平行に位置する平行ロッド型共振素子を自己組織化させる方法を開発した。この平行ロッド型共振素子の共振波長をモデル式により求めたところ約640nmであった。
またファイバー式分光光度計により消散スペクトルを求めたところ約680nmにピークがあり、理論値とほぼ一致しており、メタマテリアルとしての可能性が示された。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Theoretical and experimental study of metallic dot agglomeration induced by thermal dewetting2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Yoshino, Zhenxing Li, Motoki Terano
    • 雑誌名

      ASME Journal of Micro and Nano-Manufacturing

      巻: 3 号: 2 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1115/1.4029685

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] New fabrication method of metamaterial resonator by self-organization method2015

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Ueno , Motoki Terano, Masahiko Yoshino
    • 雑誌名

      proceedings of 4M/ICOMM2015

      巻: 0 ページ: 397-400

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Efficient fabrication methods of various 3D nanodot array structures2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Yoshino, Zhenxing Li, Motoki Terano, Tadaaki Nagao
    • 雑誌名

      proceedings of 4M/ICOMM2015

      巻: 0 ページ: 393-396

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Templated thermal dewetting process by utilizing nano plastic forming technology2014

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Ueno, Motoki Terano, Masahiko Yoshino
    • 雑誌名

      Procedia Engineering

      巻: 81 ページ: 1469-1474

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 超微細塑性加工を利用した光メタマテリアルのための二層ロッド型微細共振子の開発2015

    • 著者名/発表者名
      吉野 雅彦,上野貴之、寺野元規
    • 学会等名
      2015年度精密工学会春季大会
    • 発表場所
      東洋大学(東京)
    • 年月日
      2015-03-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ナノインプリントを利用した金属ナノドットアレイの効率的製造法の検討2014

    • 著者名/発表者名
      寺野 元規、Potejana Potenanasak、保土田亮、吉野雅彦、三田正弘
    • 学会等名
      2014年度精密工学会秋季大会
    • 発表場所
      鳥取大学(鳥取)
    • 年月日
      2014-09-16 – 2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 光メタマテリアル用共振素子パターン作製のための超微細塑性加工法2014

    • 著者名/発表者名
      上野 貴之、吉野 雅彦、松村 隆、寺野 元規
    • 学会等名
      砥粒加工学会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手)
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Templated Thermal Dewetting Process by Utilizing NPF Technology2014

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Ueno, Motoki Terano, Masahiko Yoshino
    • 学会等名
      11th International Conference on Technology of Plasticity
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 新学術領域研究(研究領域提案型)

    • URL

      http://www.yocky.mes.titech.ac.jp/kenkyuzyosei.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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