| 研究課題/領域番号 |
16K14439
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
山本 洋揮 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (00516958)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 材料・加工 / 半導体微細化 / ナノ加工 / ナノ材料 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、精度1 nmの量産細線技術を実現するためナノ空間に自己組織化単分子膜の自己組織化パターンをうまく利用することでナノ空間界面制御を高度に行えるようにメカニズムの解明およびナノ空間にビルディングブロックである化学修飾した金属ナノ粒子を高度に位置制御することを目的としている。そのためには1 nm以下のラフネスを制御するためには、より均一かつ微細なナノ粒子またはナノクラスターを作製する必要がある。
平成28年度は量子ビーム(ガンマ線および電子ビーム）を使ってポリプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（PGMEA)溶液中および水溶液でより均一かつ微細な銀ナノ粒子および金ナノ粒子の作製に試み、それらの安定性へのポリマー依存性、線量効果、金属ナノ粒子のサイズ、ポリマー構造の金属ナノ粒子形状依存性を調べた。その結果、ガンマ線および電子線照射によってPGMEA中で銀ナノ粒子および金ナノ粒子を作製することに成功した。
また、ガンマ線を用いて水中で作製した銀ナノ粒子および金ナノ粒子を金基板上に鎖長の長さの異なるジチオールの自己組織化単分子膜（SAM）のパターン上に付着させることができるかを試みた結果、鎖長の違いによって付着しやすさが異なることが明らかになった。
さらに、ポリスチレン薄膜中に金イオン前駆対および銀イオン前駆対を混ぜた高分子膜に電子線を照射することによっても銀ナノ粒子および金ナノ粒子が作製することができることが確認された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
精度1 nmの量産細線技術を実現するために、平成28年度は量子ビーム(ガンマ線および電子ビーム）を使ってポリプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（PGMEA)溶液中および水溶液でより均一かつ微細な銀ナノ粒子および金ナノ粒子の作製に試み、10以下の均一な金属ナノ粒子を作製することができることが明らかになった。実際に、透過型電子顕微鏡(TEM)で粒子サイズや粒子サイズ分布についても調べ、プロセス依存性についても明らかにすることができた。このように得られた結果から、精度1 nmの量産細線技術を実現するためのビルディングブロックであるより均一かつ微細な金属ナノ粒子の作製できる糸口が見つけることができた。
また、ガンマ線を用いて水中で作製した銀ナノ粒子および金ナノ粒子を金基板上に鎖長の長さの異なるジチオールの自己組織化単分子膜（SAM）をパターン化し、ジチオールをバインディングとして使用することができ、鎖長の違いによって付着しやすさが異なることが明らかになった。この結果から、金属ナノ粒子の配列制御法の開発に糸口が見つけることができた。
加えて、ポリスチレン薄膜中に金イオン前駆対および銀イオン前駆対を混ぜた高分子膜に電子線を照射することによっても銀ナノ粒子および金ナノ粒子が作製することができることができ、固体高分子中での電子線によって誘起される金属ナノ粒子の生成過程を解明することもできた。
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| 今後の研究の推進方策 |
ポリプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（PGMEA)溶液中および水溶液でより均一かつ微細な銀ナノ粒子および金ナノ粒子を作製することができたので、平成29年度は、金属ナノ粒子のアグリゲーション過程の解明を試みる。均一なナノ粒子の系を探索するとともに、リガンド構造およびSAM膜による金属結晶成長の違いについて観察する。具体的には、微細パターン上のナノ粒子観察には、STEMを使用するが、AFMやSEMを使っても大きさを測る。また、高温領域まで加熱しながらAFM測定を行い、薄膜中で金属同士がアグリゲーションする様子をin situで調べる。金属骨格原子・側鎖基の比較により、ナノ粒子のコアおよびリガンドによる金属結晶成長の違いについても観察することを試み、金属ナノ粒子のアグリゲーション過程の解明を試みる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
購入しようとしていた試薬の生産がストップしていたため
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度の使用額は試薬などといった物品購入費にあてる。
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