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2019 年度 実績報告書

レーザー誘起転写法による二次元ナノ構造の形態・組織制御と高密度ナノデバイス応用

研究課題

研究課題/領域番号 17H03423
研究機関東北大学

研究代表者

中村 貴宏  東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (50400429)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードレーザー誘起前方転写法 / 超短パルスレーザー / マイクロナノ構造
研究実績の概要

レーザー誘起前方転写法 (LIFT) はパルスレーザーを用いた直接描画法である.透明基板上に堆積した物質に対して基板裏面からパルスレーザー光を照射することで物質/基板間でアブレーション反応が生じ,対向する基板上へと転写される.同手法を用いることで,様々な材料を任意基板上にミクロン以下のサイズで堆積することができる.一方、LIFTにより対象とする構造体の形状を維持したまま正確に基板上へ転写した例は限られており,付加製造技術の観点からも積層造形への応用が期待される.本研究では,リソグラフィ手法を用いて作製した二次元構造体を対象としたLIFTにより,二次元または三次元構造を任意基板上に形成することを目指して研究を行った.
フォトリソグラフィによってガラス基板上に非対称な二次元構造を有する金マイクロパッドを作製し,基板裏面から横断面強度分布が均一なフェムト秒パルスレーザーを照射したところ,元の構造を保った非対称二次元構造が基板上に転写された.しかし,入射レーザー光の横断面強度分布と融点ならびにヤング率の低い金構造体への高エネルギー照射に起因して,転写された金構造体の厚さと形状が不均一となった.金属を対象としたLIFTでは転写時の構造維持のためにヤング率の高い支持層が必要であることが示された.
また,LIFTを応用することでサブミクロン構造のドライ現像を試みた,ガラス基板上に光ナノインプリントリソグラフィにより線幅100 nmのラインアンドスペース樹脂パターンを作製した後,膜厚30 nmのクロム薄膜を堆積した.ガラス裏面からパルスレーザー光を照射したところ,クロム/ガラス界面とクロム/樹脂界面におけるアブレーション閾値の違いによって,樹脂表面に堆積したクロム薄膜のみ除去され,100 nm線幅のクロムのドライ現像が可能であることが示された.

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Sequential infiltration synthesis- and solvent annealing-induced morphological changes in positive-tone e-beam resist patterns evaluated by atomic force microscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ozaki, Shunya Ito, Takahiro Nakamura, and Masaru Nakagawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 ページ: SDDJ04

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab0496

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 金属堆積光インプリント樹脂パターンのシングルパルスレーザー現像2020

    • 著者名/発表者名
      井澤 優佑, 中村 貴宏, 伊東駿也,中川 勝
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] レーザー誘起前方転写法による二次元Crマイクロ構造の形成2019

    • 著者名/発表者名
      井澤 優佑, 中村 貴宏, 中川 勝
    • 学会等名
      第47回東北地区高分子若手研究会夏季ゼミナール
  • [学会発表] Elemental depth profiles of sequential infiltration synthesis-treated resist thin films analyzed by time-of-flight secondary ion mass spectrometry2019

    • 著者名/発表者名
      Shunya Ito, Yuki Ozaki, Takahiro Nakamura, Masaru Nakagawa
    • 学会等名
      32nd International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Control of Sub-50 nm Thickness of UV-Cured Thin Films by Print-and-Imprint Method2019

    • 著者名/発表者名
      Masaru Nakagawa, Kento Ochiai, Akiko Onuma, Kazue Suto, Takahiro Nakamura, Shunya Ito
    • 学会等名
      The 18th International Conference on Nanoimprint and Nanoprint Technologies (NNT2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Laser-Induced Forward Transfer of 1-dimentional Cr Structures by Shaped Femtosecond Laser Pulses2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Isawa, Takahiro Nakamura, Masaru Nakagawa
    • 学会等名
      ohoku University's Chemistry Summer School
    • 国際学会
  • [学会発表] Laser-Induced Forward Transfer from Cr Thin Films Depending on Applied Laser Pulses2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Isawa, Takahiro Nakamura, Masaru Nakagawa
    • 学会等名
      the 10th International Symposium on Integrated Molecules and Materials Engineering (IMSE)

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公開日: 2021-01-27  

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