１０ｎｍ－ｎｏｄｅに向けた非接触光リソグラフィー技術の開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23686026
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生産工学・加工学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 上野 貢生 北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (00431346)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 10 nm-node / ナノギャップ / ナノ・マイクロ加工 / プラズモニクス / 近接場リソグラフィー

研究概要

金や銀などの局在表面プラズモン共鳴を示す金属ナノ構造が光をシングルナノメートルの微小な空間に局在化させることが可能な特徴を利用して、ポジ型フォトレジスト膜上にナノパターンを高精細に転写露光するナノ光リソグラフィー技術を構築した。その結果、未踏の10 nm-nodeの非接触光リソグラフィー技術の原理検証を達成することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Photoelectrochemical Behavior of Self-assembled Ag/Co Plasmonic Nanostructures capped with TiO_2 (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Watanabe, Y. Kotake, Y. Kamata, A. Chikamatsu, K. Ueno, H. Misawa, T. Hasegawa
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Lett 巻: 5 ページ: 25-29
  • 査読あり
• [雑誌論文] 可視光局在プラズモンの人工光合成への展開 (2014)
  • 著者名/発表者名: 上野貢生, 三澤弘明
  • 雑誌名: 化学工業 巻: 65 ページ: 21-25
• [雑誌論文] Improvement of plasmon-enhanced photocurrent generation by interference of TiO_2 thin-film (2013)
  • 著者名/発表者名: X. Shi, K. Ueno, T. Oshikiri, H. Misawa
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 117 ページ: 24733-24739
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct imaging of the near field and dynamics of surface plasmon resonance on gold nanostructures using photoemission electron microscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Q. Sun, K. Ueno, H. Yu, A. Kubo, Y. Matsuo, H. Misawa
  • 雑誌名: Light : Science & Applications 巻: 2 ページ: e118
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plasmon-enhanced photocurrent generation and water oxidation from visible to near-infrared wavelengths (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno, H. Misawa
  • 雑誌名: NPG Asia Mater 巻: 5 ページ: e61
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical properties of gold nano-bowtie structures (2013)
  • 著者名/発表者名: G. Bi, L. Wang, L. Ling, Y. Yokota, Y. Nishijima, K. Ueno, H. Misawa, J.-R. Qiu
  • 雑誌名: Opt. Commun 巻: 294 ページ: 213-217
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface plasmon-enhanced photochemical reactions (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno, H. Misawa
  • 雑誌名: J. Photochem. Photobiol. C 巻: 15 ページ: 31-52
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectral Properties and Electromagnetic Field Enhancement Effects on Nano-Engineered Metallic Nanoparticles (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno, H. Misawa
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys 巻: 15 ページ: 4093-4099
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical Field Imaging of Elongated Rectangular Nanovoids in Gold Thin Film (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Imura, K. Ueno, H. Misawa, H. Okamoto
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 117 ページ: 2449-2454
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plasmon-enhanced photocurrent generation and water oxidation with a gold nanoisland loaded titanium dioxide photoelectrode (2013)
  • 著者名/発表者名: X. Shi, K. Ueno, N. Takabayashi, H. Misawa
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 117 ページ: 2494-2499
  • 査読あり
• [雑誌論文] Precisely controlled plasmonic nanostructures and its application to nanolithography (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno, H. Misawa
  • 雑誌名: Proc. SPIE 巻: 8613 ページ: 861302-1-7
• [雑誌論文] Surface plasmon-enhanced molecular fluorescence induced by gold nanostructures (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Teng, K Ueno, X. Shi, D. Aoyo, J.-R. Qiu, H. Misawa
  • 雑誌名: Ann. der Physik 巻: 524 ページ: 733-740
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improving surface plasmon detection in gold nanostructures using a multi-polarization spectral integration method (2012)
  • 著者名/発表者名: K.-L. Lee, M.-J. Chih, X. Shi, K. Ueno, H. Misawa, P.-K. Wei
  • 雑誌名: Adv. Mater 巻: 24 ページ: 253-259
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoluminescence enhancement induced from silver nanoparticles in Tb^<3+>-doped glass ceramics (2012)
  • 著者名/発表者名: G. Bi, L. Wang, W. Xiong, K. Ueno, H. Misawa, J.-R. Qiu
  • 雑誌名: Chin. Opt. Lett 巻: 10 ページ: 092401
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of nano-engineered metallic structures and their application to non-linear photochemical reactions (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno, H. Misawa
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn 巻: 85 ページ: 843-853
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of a two-photon-induced reaction in solution using light-harvesting gold nanodimer structures (2012)
  • 著者名/発表者名: B. Wu, K. Ueno, Y. Yokota, K. Sun, H. Zeng, H. Misawa
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Lett 巻: 3 ページ: 1443-1447
  • 査読あり
• [雑誌論文] Near-infrared plasmon-assisted water oxidation (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Nishijima, K. Ueno, Y. Kotake, K. Murakoshi, H. Inoue, H. Misawa
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Lett 巻: 3 ページ: 1248-1252
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative Measurement of the Near-Field Enhancement of Nanostructures by Two-Photon Polymerization (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Geldhauser, A. Kolloch, N. Murazawa, K. Ueno, J. Boneberg, P. Leiderer, E. Scheer, H. Misawa
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 28 ページ: 9041-9046
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of the distance between adherent mesenchymal stem cell and the focus of irradiation of femtosecond laser on cell replication capacity (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Sakai, D. Roldan, K. Ueno, H. Misawa, Y. Hosokawa, T. Iino, S. Wakitani, M. Takagi
  • 雑誌名: Cytotechnology 巻: 64 ページ: 323-329
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of periodical structure and shape-induced modulating spectroscopy of Au nanoparticles (2012)
  • 著者名/発表者名: G. Bi, W. Xiong, L. Wang, K. Ueno, H. Misawa, J.-R. Qiu
  • 雑誌名: Opt. Commun 巻: 285 ページ: 2472-2477
  • 査読あり
• [雑誌論文] In situ investigation of the shrinkage of photopolymerized micro/nanostructures : The effect of the drying process (2012)
  • 著者名/発表者名: Q. Sun, K. Ueno, H. Misawa
  • 雑誌名: Opt. Lett 巻: 37 ページ: 710-712
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plasmon-induced local photocurrent changes in GaAs photovoltaic cells modified with gold nanospheres : A near-field imaging study (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Harada, K. Imura, H. Okamoto,Y. Nishijima, K. Ueno, H. Misawa
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: 110 ページ: 104306-1-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanogap-assisted surface plasmon nanolithography (2011)
  • 著者名/発表者名: Z. Li, K. Sun, M. Sunayama, R. Araki, K. Ueno, M. Abe, H. Misawa
  • 雑誌名: Electrophoresis 巻: 32 ページ: 3392-3398
  • 査読あり
• [雑誌論文] Real-time imaging of acoustic rectification (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Danworaphong, T. A. Kelf, O. Matsuda, M. Tomoda, Y. Tanaka, N. Nishiguchi, O. B. Wright, Y. Nishijima, K. Ueno, S. Juodkazis, H. Misawa
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 巻: 99 ページ: 201910-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Au/Si nanocomposite surface structure using nanosecond pulsed laser irradiation (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Yoshida, S. Watanabe, Y. Nishijima, K. Ueno, H. Misawa, T. Kato
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: 22 ページ: 375607-1-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectral properties of nanoengineered Ag/Au bilayer rods fabricated by electron beam lithography (2011)
  • 著者名/発表者名: L. Wang, W. Xiong, Y. Nishijima, Y. Yokota, K. Ueno, H. Misawa, J. R. Qiu, G. Bi
  • 雑誌名: Appl. Opt 巻: 50 ページ: 5600-5605
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modifying Plasmonic Spectral Properties of Engineered Silver Nanoblocks by Using Titanium Coating (2011)
  • 著者名/発表者名: L. Wang, W. Xiong, Y. Nishijima, Y. Yokota, K. Ueno, H. Misawa, G. Bi, J. Qiu
  • 雑誌名: IEEE Photonic. Tech. L 巻: 23 ページ: 1216-1218
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protein Crystallization Induced by Strong Photons-molecules Coupling Fields Photochemical Reaction (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Haruta , H. Misawa , K. Ueno, Y. Yokota , H. Uehara , H. Hiratsuka, H. Horiuchi, T. Okutsu
  • 雑誌名: J. Photochem. Photobiol. A : Chem 巻: 221 ページ: 268-272
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plasmon coupling and coherent acoustic phonon dynamics of periodic gold pair nanocuboids by near-IR transient absorption spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: L. Wang, Y. Nishijima, K. Ueno, H. Misawa, N. Tamai
  • 雑誌名: J. Photochem. Photobiol. A : Chem 巻: 221 ページ: 164-168
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hybrid states dynamics of gold nanorods/dye J-aggregate under strong coupling (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.-W. Hao, H.-Y. Wang, Y. Jiang, Q.-D. Chen, K. Ueno, W.-Q. Wang, H. Misawa, H.-B. Sun
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed 巻: 50 ページ: 1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Homogeneous nano-patterning using plasmon assisted photolithography (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno, S. Takabatake, K. Onishi, H. Itoh, Y. Nishijima, H. Misawa
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 巻: 99 ページ: 011107-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial polarization sensitivity of single Au bowtie nanostructures (2011)
  • 著者名/発表者名: E. Wu, Y. Chi, B. Wu, K. Xia, Y. Yokota, K. Ueno, H. Misawa, H. Zeng
  • 雑誌名: J. Lumin 巻: 131 ページ: 1971-1974
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectral properties and mechanism of instability of nanoengineered silver blocks (2011)
  • 著者名/発表者名: L. Wang, W. Xiong, Y. Nishijima, Y. Yokota, K. Ueno, H. Misawa, G. Bi, J.-R. Qiu
  • 雑誌名: Opt. Express 巻: 19 ページ: 10640-10646
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct imaging of nanogap-mode plasmon-resonant fields (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka, H. Ishiguro, H. Fujiwara, Y. Yokota, K. Ueno, H. Misawa, K. Sasaki
  • 雑誌名: Opt. Express 巻: 19 ページ: 7726-7733
  • 査読あり
• [雑誌論文] Femtosecond and picosecond near-field ablation of gold nanotriangles : Nanostructuring and Nanomelting (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Kolloch, T. Geldhauser, K. Ueno, H. Misawa, J. Boneberg, A. Plech, P. Leiderer
  • 雑誌名: Appl. Phys. A 巻: 104 ページ: 793-799
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface plasmon-assisted nanolithography with nanometric accuracy (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno, H. Misawa
  • 雑誌名: Proc. SPIE 巻: 8243 ページ: 82430F-1-8
• [雑誌論文] Achieving single-nanometer-size dots with photolithography (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno, H. Misawa
  • 雑誌名: SPIE News Room
  • DOI: 10.1117/2.1201109.003842
• [雑誌論文] Photochemical reaction fields with Strong coupling between a photon and a molecule (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno, H. Misawa
  • 雑誌名: J. Photochem. Photobiol. A : Chem 巻: 221 ページ: 130-137
  • 査読あり
• [雑誌論文] プラズモニクスと光化学反応 (2011)
  • 著者名/発表者名: 上野貢生, 三澤弘明
  • 雑誌名: 応用物理 巻: 80 ページ: 766-771
• [学会発表] プラズモン増強場を用いた表面化学反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 上野貢生
  • 学会等名: 平成25年度日本表面科学会東北・北海道支部学術講演会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2014-03-10
  • 招待講演
• [学会発表] プラズモン放射圧を利用した遠赤外分光イメージング技術 (2014)
  • 著者名/発表者名: 上野貢生
  • 学会等名: 2013年度日本分光学会北海道支部シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-01-24
  • 招待講演
• [学会発表] Fabrication and characterization of metallic nanostructures with single nanometer-sized gap (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno
  • 学会等名: 26th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2013)
  • 発表場所: Royton Sapporo
  • 年月日: 2013-11-08
  • 招待講演
• [学会発表] プラズモン増強を用いた表面光化学反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: 上野貢生
  • 学会等名: 第78回表面科学研究会ナノスケールの振動分光の最前線
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2013-10-18
  • 招待講演
• [学会発表] プラズモニック構造を利用した光化学反応制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 上野貢生
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季年会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2013-09-27
  • 招待講演
• [学会発表] Plasmonic chemistry and its application to nanolithography and infrared sensor (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno
  • 学会等名: Symposium on Plasmon-based Chemistry and Physics (ICP2013 preconference)
  • 発表場所: KU Leuven, Belgium
  • 年月日: 2013-07-20
  • 招待講演
• [学会発表] Precisely controlled plasmonic nanostructures and its application to nanolithography (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno
  • 学会等名: SPIE Photonic West 2013
  • 発表場所: The Moscone Center San Francisco, USA
  • 年月日: 2013-02-05
  • 招待講演
• [学会発表] Plasmon-Enhanced Photochemical Reactions on Nano-Engineered Gold Particles (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno
  • 学会等名: 25th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2012)
  • 発表場所: Kobe Meriken Park Oriental Hotel
  • 年月日: 2012-11-01
  • 招待講演
• [学会発表] Plasmonic nanostructures for chemical applications (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno
  • 学会等名: Japan-India Bilateral Seminar on Supramolecular Nanomaterials for Energy Innovation
  • 発表場所: Alpha Anabuki Hall Takamatsu
  • 年月日: 2012-10-16
  • 招待講演
• [学会発表] Plasmon-assisted nanolithography exposed by femtosecond laser beam through gold nanostructured photomasks (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno
  • 学会等名: 31th International Congress on Applications of Lasers & Electro-Optics (ICALEO2012)
  • 発表場所: Anaheim Marriot Hotel, USA
  • 年月日: 2012-09-26
  • 招待講演
• [学会発表] 制御された金属ナノ構造による光増強場の創製と化学反応への応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 上野貢生
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 年月日: 2012-03-27
  • 招待講演
• [学会発表] プラズモンナノ光リソグラフィーによる高分解能フォトレジストパターンの形成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 上野貢生, 三澤弘明
  • 学会等名: 第123回微小光学研究会「超精密微小光学」
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2012-03-01
  • 招待講演
• [学会発表] Localized Surface Plasmons for Nano-Fabrication (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno
  • 学会等名: 2nd Japan-France Frontiers of Engineering (JFFoE)
  • 発表場所: Nanoscience, Kyoto International Conference Center
  • 年月日: 2012-02-27
  • 招待講演
• [学会発表] Surface plasmon-assisted nanolithography with nanometric accuracy (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno
  • 学会等名: SPIE Photonic West 2012
  • 発表場所: The Moscone Center, USA
  • 年月日: 2012-02-15
  • 招待講演
• [学会発表] Plasmon-Enhanced Photocurrent Generation and Its Application to Artificial Photosynthesis system (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno
  • 学会等名: 12th RIES-Hokudai International Symposium "観"
  • 発表場所: Chateraise Gateaux Kingdom Sapporo
  • 年月日: 2011-11-21
  • 招待講演
• [学会発表] Chemical applications of metallic nanostructures showing localized surface plasmon resonance (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno
  • 学会等名: Extreme Photonics Seminar
  • 発表場所: 理化学研究所
  • 年月日: 2011-10-28
  • 招待講演
• [学会発表] Surface Plasmon-Assisted Nanolithography (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno
  • 学会等名: BIT's 1st Annual World Congress of Nano-S & T
  • 発表場所: Dalian World EXPO Center, China
  • 年月日: 2011-10-23
  • 招待講演
• [学会発表] プラズモン増強場の創成と化学的応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 上野貢生
  • 学会等名: 2011年度日本分光学会北海道支部シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2011-10-06
  • 招待講演
• [学会発表] プラズモン増強場を用いた光ナノ加工技術 (2011)
  • 著者名/発表者名: 上野貢生
  • 学会等名: 第75回レーザ加工学会講演会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2011-05-12
  • 招待講演
• [図書] 2.電子ビームリソグラフィー,プラズモンナノ材料開発の最前線と応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 上野貢生, 三澤弘明(分担執筆)
  • 総ページ数: 87-93
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] プラズモニック化学,金属および半導体ナノ粒子の科学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 上野貢生, 三澤弘明(分担執筆)
  • 総ページ数: 81-87
  • 出版者: 化学同人
• [図書] Strong photon-molecule coupling fields for chemical reactions (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno, H. Misawa
  • 総ページ数: 39, 228-255
  • 出版者: Photochemistry
• [図書] 14.プラズモニクスの光化学的アプローチ,プラズモニクス−光・電子デバイス開発最前線 (2011)
  • 著者名/発表者名: 上野貢生, 三澤弘明(分担執筆)
  • 総ページ数: 3-12
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [備考]
  • URL: http://www.kueno.com/
• [産業財産権] 光電変換装置及び光電変換装置の製造方法 (2013)
  • 発明者名: 三澤 弘明, 上野 貢生, 小竹 勇己
  • 権利者名: 北海道大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2013-042858
  • 出願年月日: 2013-03-05
  • 外国
• [産業財産権] 金属構造体 (2012)
  • 発明者名: 上野 貢生, 三澤 弘明, 坪井 泰之, サウリウス ヨードカジス, ビガンタス ミ ゼイキス, 笹木 敬司
  • 権利者名: ローム株式会社
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特許5137344
  • 取得年月日: 2012-11-22
  • 外国