研究課題
本研究の目的は、集束陽子線描画(PBW)により高アスベクト比を有するサブミクロン三次元微細構造を形成し、これにより微生物の捕集・計測・無害化機能を有する新規な高機能、高効率な三次元誘電泳動(DEP)デバイスを創成することである。以下の3課題に取り組んだ。【課題1. ビーム発生・制御】(1)サブミクロン集束実験:初年度作製の高精度ビーム標準(PBWと電鋳プロセスにより作製)を用いた二次電子イメージによる形成機能を確認した。(2)ステージ走査による広域描画:CADデータを読み込み可能な、PBW用描画ソフトウエア開発を行い、動作を検証した。(3)エネルギー制御による深さ制御はアライメントマークの二次電子像による位置合わせ技術を開発した。【課題2. 材料・プロセス技術】(1)高アスペクト比(>20)加工:3MeVの加速エネルギーにより、最大100μm厚レジストで数ミクロンレベルの加工を実現した。サブミクロン分解能を得るためのPBW専用レジスト適用検討も開始した。(2)エネルギー多重照射による多層構造形成:アライメントマークを用い、多層構造間での位置合わせにてビーム径(～1μm)程度の精度を得た。(3)電鋳による二次加工技術の検討:PBWによる高アスベクト比構造をPMMA母型とする電鋳により実現した。FIBにより電鋳した金属断面組織を評価し、金型としての評価を行った。【課題3. DEPデバイス応用】(1)3D-DEP設計と評価:1μm程度の微生物(大腸菌)捕集が可能な3D-DEP場を、有限要素法による電界計算に基づき、設計、評価した。3D-DEP場を形成する三次元微細構造を試作し、リアルタイム蛍光観察(PTV)による評価を行った。(2)デバイス試作:フォトリソグラフィまたはPDMS転写を併用し、マイクロ流路を含む3D-DEP構造組み込みデバイスを試作した。
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Microelectronic Engineering
巻: (Online, Science Direct)
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B : Beam Interactions with Materials and Atoms
Microelectronic Engineering, Volume 87, Issues 5-8, pp.835-838 (May-August 2010)
巻: 87 ページ: 835-838
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