| 研究課題/領域番号 |
17H01240
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
吉野 雅彦 東京工業大学, 工学院, 教授 (40201032)
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| 研究分担者 |
松村 隆 東京電機大学, 工学部, 教授 (20199855)
長尾 忠昭 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, MANA主任研究者 (40267456)
山中 晃徳 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50542198)
梅原 徳次 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70203586)
寺野 元規 岡山理科大学, 工学部, 講師 (90708554)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 微細エンボス加工 / 微細金属素子 / トランスファープリンティング / リフトオフ法 / SERS / 分子センサー |
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| 研究実績の概要 |
本研究ではサブμmサイズの超微細金属素子（部品）を効率的に製造する技術を開発し、実用的な光機能デバイス製品への応用を示すことを主たる目的としている。本年度は、微細塑性加工およびナノプリント法による効率的な微細金属素子の製造法の開発および光学機能の検討を行った。
・凹型を有する微細ダイヤモンド工具をFIBで作製し、石英ガラス基板にコーティングした金薄膜に押し付け、微細金属素子をエンボス加工する方法を検討した。実験と数値シミュレーションにより形状の成形特性を明らかにし、これに基づき盛り上がり量を推定する方法を提案した。エンボス加工後にエッチングにより金薄膜の残余部を除去することにより、独立した微細金属素子配列とすることが出来ると期待される。
・ナノトランスファープリンティングにより高分子フィルム基板上に微細金属組織を作成する方法を検討し、その実用性を明らかにした。本方法はホットプレスにより作成した高分子フィルム製スタンプおよび高分子フィルム基板に金薄膜をコーティングし、両者を押し付け、剥離することにより微細金属素子を基板に策す生する方法であり、実験的にこの条件および実用性を示した。
・油性インクを用いたケミカルスタンプによる微細金属素子の簡便な作成法を検討した。本方法は油性インクで基板上にスタンプし、その上から金属薄膜をコーティングし、剥離することにより微細金属素子を作成する方法であり、その実現条件を明らかにした。
・金ナノドットアレイの化学センサーとしての特性向上のため、ナノドットの寸法とセンサー感度の関係を検討した。その結果、通常よりかなり大きく赤外線領域を利用する方法の可能性を示した。
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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
本年度は４通りの超微細微細素子製造プロセスを検討し、それぞれの有効性、課題を明らかにした。更なる検討・改善は必要であるが、ナノエンボス加工、ナノトランスファープリンティング、リフトオフ法が簡便で効率的な微細金属素子の作成法として有望であることを示した。一方、入射光の吸収や増強などの現象を利用した分子センサーやSERS効果についてはまだ成果が得られてはいないが、本年度はシミュレーションを用いた設計により、開発を進める。また微細複合機械加工装置の開発については、順次進めており、次年度に完成させる。
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| 今後の研究の推進方策 |
開発してきたナノトランスファープリンティングおよびナノエンボス加工で複雑形状の微細金属素子を大面積に大量に作成できる目途が立ったので、これを用いてナノ金属素子アレイを作成できることを実証する。さらに、これらの素子の光学特性を検討し、化学センサーやSERS基板として利用可能性を示す。また素子形状の最適化のため数値シミュレーションを用い光学特性を検討し、有効な光機能を発現させるための微細金属素子の設計を行う。
また母型の効率的な作成のための微細塑性加工装置の工具交換機構を完成させ、種々の微細形状を効率的に製造する加工装置として完成させることの目指す。
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