電気化学的微細加工技術の開発とマイクロ化電極の応用に関する研究

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01850175
• 研究種目: 試験研究(B)
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 内田 勇 東北大学, 工学部, 教授 (50005302)
• 研究分担者: 赤星 晴夫 日本製作所, 日立研究所, 主任研究員 ; 仁科 辰夫 東北大学, 工学部, 助手 (60172673) ; 大澤 雅俊 東北大学, 工学部, 助教授 (00108466) ; 末永 智一 東北大学, 工学部, 助教授 (70173797)
• キーワード: 湿式微細加工 / ウルトラマイクロ電極 / 表面増強ラマン散乱 / inーsitu 薄膜X線回析 / マイクロアレ-電極 / 酵素スイッチ

研究概要

<1.レ-ザ-強調効果と湿式微細加工技術の研究>___ー
(1)レ-ザ-光照射による選択メッキをマイクロパタ-ニングに応用する技術確立の為に,レ-ザ-光を照射した微小領域における電析反応を検討した.現在のところ,熱的効果以外に有効な強調効果は見られず,エッチング技術への展開を検討している.(2)電解及び無電解メッキにおける添加剤の吸着挙動をインピ-ダンスと表面増強ラマンスペクトルの測定により検討し成果を挙げている.また,inーsitu薄膜X線回析による電析の初期過程を確析し,添加剤効果と,結晶粒径との相関について興味ある成果を得ている.これらの成果はプリント基板の微細加工技術の進展に有用である.(3)電析初期過程における単原子層以下の金属原子の配列構造と,その表面特性を赤外スペクトルで検討した.(4)Ag,Au,Cuなどの微粒子表面に吸着した分子の赤外吸収が著しく増大することを明らかにし,そのメカニズムを解明した.
<2.マイクロ化電極の作製と分子素子への応用>___ー
(1)電解質溶液中で安定に動作するAu,PtあるいはITOのマイクロアレ-電極(電極幅,ギャップ幅;4〜20μm)の作製技術を確立し,それらの分子デバイスへの展開を行った.電極間を導道性高分子超薄膜で接合する手法を開発し,興味ある化学増幅及び応答を確認した.(2)電気化学デジタルデバイスの1つとして各種酵素をマイクロアレ-電極上に固定して,酵素反応によりonーoffできる酵素スイッチの開発を行った.

研究成果

• [文献書誌] 内田 勇: "Intercellular Voltammetry in a Single Protoplast with an Ultramicroelectrode" Chemistry Letters. 1227-1230 (1990)
• [文献書誌] 末永 智一: "Determination of Catecholamines by an Electrochemical FlowーThrough Detector with IndiumーTin Oxide Microelectrode Arrays Coated with Nafion" Chemistry Letters. 133-136 (1989)
• [文献書誌] 大澤 雅俊: "In situ Characterization of Platinum Particies Desperses in Nafion Films on Gold Electrodes by Infered Spectroscopy" J.Electroanalytical Chemistry. 270. 459-464 (1989)
• [文献書誌] 大澤 雅俊: "Electrochemical Reduction of Hypthiviologen at Platinum Studies by TimeーResalved Resonance Raman Spectroscopy" J.Electroanalytical Chemistry. 270. 261-272 (1989)
• [文献書誌] 阿部 孝之: "ウルトラマイクロ電極の作製とその挙動" 表面技術. 40. 76-78 (1989)
• [文献書誌] 阿部 孝之: "Microvoltammetric Measurements in a Single Microcapsule" Chemistry Letters. 301-304 (1989)
• [文献書誌] 阿部 孝之: "Chloride Ion Selective Microelectrodes" Bioelectrochemistry and Bioenergetics. 22. 411-415 (1990)
• [文献書誌] 末永 智一: "Multichannel Electrochemical Detection System for Flow Analysis" Analytical Chemistry. 62. 407-409 (1990)
• [文献書誌] 末永 智一: "Electron Transferase Activity of Diaphorase(NADH:Acceptor Oxidoreductase)from Bacillus Stearoーthermophilus" Biochimica et Biophysica Acta. 1038. 29-38 (1990)
• [文献書誌] 末永 智一: "Electrooxidation of NADH with Co(phen)^<3+>_3 Catalyzed by NADH Dehydrogenase Purified from Bacillus Stearothermophilus" Bioelectrochemistry and Bioenergetics. 24. 347-354 (1990)
• [文献書誌] 大澤 雅俊: "An Infrared Study of Carbon Monoxide Adsorbed on Platinum Electrode Modified with Bismath Submonolayer" Chemistry Letters. 839-842 (1990)
• [文献書誌] 張 憲彰: "Enzyme Sensors for LーAmino Acid Based on Electrochemical Detection of NADH" Denki Kagaku. 58. 1211-1212 (1990)
• [文献書誌] 青木 純: "Electrochemical Response at Microarray Electrodes in Flowing Streams and Application to Determination of Catecholamines" Analytical Chemistry. 62. 2206-2210 (1990)
• [文献書誌] 末永 智一: "ElectronーTransfer from NADH to Polypyrrole and its Applicability to Electrochemical Oxidation of NADH" J.Electroanalytical Chemistry.
• [文献書誌] 青木 純: "Multichannel Electrochmical Detection with Microelectrode Array in Flowing Streams" Analytical Chemistry.
• [文献書誌] 末永 智一: "An Enzyme Switch Sensitive to NADH" Chemical Communications.
• [文献書誌] 大澤 雅俊: "Surface Enhanced Infrared Absorption of pーNitrobenzoic Acid Deposited on Silver Island Films:Contributions of Electromagnetic and Chemical Mechanisms" J.Physical Chemistry.
• [文献書誌] 大澤 雅俊: "Surface Enhanced Raman Scattering at Mechanically Polished Rough Silver Electrodes" Applied Surfaces Science.
• [文献書誌] 大澤 雅俊: "Electrochemistry at Polymer Modified Electrode Studied by IR and Raman Spectroscopies"
• [文献書誌] 張 憲彰: "A Novel Polyviologen Electrode Fabricated by Electrochemical Crosslinking" Chemical Communications.
• [文献書誌] 松田 直樹: "ラマン分光法によるメッキ添加剤の吸着挙動の研究"
• [文献書誌] 末永 智一: "Ultramicroelectrodes as Sensing Devices for Biological Molecules,Chemical Sensor Technology Vol.3" Kodansha/Elsevier, 17 (1991)