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2011 年度 実績報告書

自己組織化現象を利用した三次元ナノ構造作製技術

研究課題

研究課題/領域番号 21360059
研究機関東京大学

研究代表者

割澤 伸一  東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (20262321)

研究分担者 石原 直  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00422329)
米谷 玲皇  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教 (90466780)
キーワードナノ・マイクロ加工 / 自己組織化 / 三次元ナノ構造 / ブロック共重合体 / 自由膜 / メカニカル振動子 / プラズモン共鳴 / 光学多層膜
研究概要

本研究は,自己組織化現象を利用して量産性を有する三次元ナノ構造作製技術を開発することを目的とする.今年度の具体的な成果を以下に述べる.第一は,3次元構造の枠組をFIB-CVD法で構成し,その枠組にPS-b-PMMA自由液膜を表面張力によって形成したあと,熱アニール処理を施すことによって微細周期構造を有する膜構造を立体的に配置するものである.矩形膜(60x60nm~348x4,000nm),六角形膜(80nm^2~280nm^2)の作製に成功した.この技術によってフィルタ機能を有す封止構造の作製が可能となる.第二は,ブロック共重合体自己組織化ナノ構造を利用した光学多層膜の作製技術開発である.
PS-b-PMMAとPMMAの混合によるミクロ相分離機構を利用し膜厚を変化させることによってナノ構造の寸法を制御できる.この構造をテンプレートに高屈折材料Si_3N_4と低屈折材料SiO_2をバイアススパッタ法により,それぞれ70nmずつ成膜した積層構造を作製した.光の反射,透過率測定の結果,70nm程度のバンドギャップを確認した.自己組織化ナノ構造をテンプレートに積層構造を作製して光デバイスの実現可能性を示した.第三は,PS-b-PMMAでナノ構造を自己組織化させたあと,FIBリソグラフィにより所望の構造をパターニングし,カーボン化させることによって,微細周期構造を有するナノメカニカル構造を作製する方法である.自己組織化を利用してボトムアップアプローチで構成すればナノメカニカル構造に微細周期構造を組み込むプロセスが容易になる.また,ナノメカニカル構造に剛性が必要な場合にカーボン化のプロセスが非常に有効となる.このような構造は例えば,光吸収を促す微細周期構造をナノメカニカル振動子に組み込んでセンシング機能を付与する方法として適用可能である.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Gradually shifting surface plasmon resonance by controlling the diameter of a nano-hole structure by self-assembly2011

    • 著者名/発表者名
      T.Takagi, K.Kurihara, K.Awazu, R.Kometani, S.Warisawa, S.Ishihara
    • 雑誌名

      Journal of Vacuum Science and Technology B

      巻: 29 ページ: 06FF03-1-0 6FF03-5

    • DOI

      10.1116/1.3660387

    • 査読あり
  • [学会発表] 自己組織化ジブロック共重合体薄膜をポジ型/ネガ型混合レジストとして用いた電子線リソグラフィ2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木裕之, 米谷玲皇, 割澤伸一, 石原直
    • 学会等名
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東京,日本
    • 年月日
      2012-03-17
  • [学会発表] 電子線リソグラフィを用いたジブロック共重合体ミクロ相分離膜の選択的パターニング2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木裕之, 米谷玲皇, 割澤伸一, 石原直
    • 学会等名
      精密工学会2012年度春季大会
    • 発表場所
      東京,日本
    • 年月日
      2012-03-15
  • [学会発表] Selective Patterning of Self-Assembled Block Copolymer Thin Films by Electron Beam Lithography2011

    • 著者名/発表者名
      H.Suzuki, R.Kometani, S.Warisawa, S.Ishihara
    • 学会等名
      2011 MRS Fall Meeting & Exhibit
    • 発表場所
      Boston, MA, USA
    • 年月日
      2011-11-30
  • [学会発表] Fabrication of Self-Assembled Cylindrical Structures within Free-Standing Block Copolymer Ultrathin Membranes2011

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Warisawa, Hiroyuki Mino, Reo Kometani, Sunao Ishihara
    • 学会等名
      2011 MRS Fall Meeting & Exhibit
    • 発表場所
      Boston, MA, USA
    • 年月日
      2011-11-29
  • [学会発表] Patterning and Carbonization of Block Copolymer Self-assembled Structures by Focused-ion-beam2011

    • 著者名/発表者名
      S.Warisawa, R.Mitsuhashi, R.Kometani, S.Ishihara
    • 学会等名
      24th International Micaroprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2011)
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2011-10-27
  • [学会発表] 自己組織化膜によるプラズモン共鳴波長連続変素子の開発2011

    • 著者名/発表者名
      高木崇光, 栗原一真, 粟津浩一, 米谷玲皇, 割澤伸一, 石原直
    • 学会等名
      2011年秋季第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形,日本
    • 年月日
      2011-08-30
  • [学会発表] A gradually shifted surface plasmon resonance with a controlled diameter of a nano-hole structure by self-assembly technique2011

    • 著者名/発表者名
      T.Takagi, K.Kurihara, K.Awazu, R.Kometani, S.Warisawa, S.Ishihara
    • 学会等名
      The 55th International Conference on Electron, Ion and Photon Beam Technology and Nanofabrication (EIPBN2011)
    • 発表場所
      Las Vegas, Nevada, USA
    • 年月日
      2011-06-01

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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