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2021 年度 実績報告書

蒸発促進メカニズム解明のための屈折率調整されたモスアイ構造表面の可視化計測

研究課題

研究課題/領域番号 19K04224
研究機関東京理科大学

研究代表者

佐竹 信一  東京理科大学, 先進工学部電子システム工学科, 教授 (90286667)

研究分担者 谷口 淳  東京理科大学, 先進工学部電子システム工学科, 教授 (40318225)
安藤 格士  東京理科大学, 先進工学部電子システム工学科, 准教授 (30385546)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード屈折率調整法 / ナノインプリント法 / 全反射蛍光顕微鏡 / 分子動力学法 / ナノステップ構造 / UV硬化樹脂
研究実績の概要

モスアイ構造上の液滴の蒸発過程において生じるナノ構造体周りの水の動きの3次元計測を目的とするが、ナノステップ周りの3次元化可視化にインデックスマッチング法を適用する。ステップ構造体の回折をなくすために構造体の屈折率を水とほぼ同じにするUV硬化樹脂を適用する。樹脂であるためそのナノ構造物をインプリント技術で作製することが可能である。また、分子動力学法によりステップ構造物上の水の動きの3次元シミュレーションを行った。これら数値計算と実験からナノ形状が拡散に及ぼす影響を調べた。ステップ近傍で拡散係数に両者定性的な一致を得ることができた。また、拡散係数の異方性があることを示した。数値計算からの値と実験の値を比較できるレベルまで可能にしたのは、実験において計測試料の作製にMYPLOYMERを用いたインデックマッチング材料を用いたことにより、ステップ近傍の光の回折を回避して計測できたことが大きい。また樹脂の成型の精度も重要であり、特に転写の際のガラス面と樹脂の残膜を最小限に抑えることができたことが計測の精度に寄与している。残膜が厚いとエバネッセント光の有効範囲を超えてしまうので、これを最小にするのが重要であった。このような技術を駆使した計測試料とナノ計測技術が融合した実験測定結果は、分子動力学シミュレーションで得られた知見と照らし合わせて定性的に一貫性がある。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Molecular Dynamics Simulation of the Resist Filling Process in UV-nanoimprint Lithography2021

    • 著者名/発表者名
      Uchida Hiroki、Imoto Ryosuke、Ando Tadashi、Okabe Takao、Taniguchi Jun
    • 雑誌名

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      巻: 34 ページ: 139~144

    • DOI

      10.2494/photopolymer.34.139

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of Water Treatment Reactor using TiO2-coated Micropillar Made by UV-NIL2021

    • 著者名/発表者名
      Daigo Kazuki、Akama Ryota、Unno Noriyuki、Satake Shin-ichi、Taniguchi Jun
    • 雑誌名

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      巻: 34 ページ: 127~132

    • DOI

      10.2494/photopolymer.34.127

    • 査読あり
  • [学会発表] 3D simulation and experiment of the fluid flow around structure with nano step made by UV-NIL2022

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Ando, Yusei Honda, Tomoki Yanagawa, Noriyuki Unno, Jun Taniguchi, and Shin-ichi Satake
    • 学会等名
      The 39th International Conference of Photopolymer Science and Technology
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular Dynamics Study of Resist Filling Process in UV-nanoimprint Lithography2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Uchida, Ryosuke Imoto, Takao Okabe, Jun Taniguchi, Tadashi Ando
    • 学会等名
      The 38th International Conference of Photopolymer Science and Technology
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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