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2010 年度 実績報告書

局在プラズモン共鳴を用いた有機-無機ハイブリッドナノ光デバイスの作製

公募研究

研究領域光―分子強結合反応場の創成
研究課題/領域番号 21020013
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

瀬川 浩代  独立行政法人物質・材料研究機構, ナノスケール物質萌芽ラボ, 主任研究員 (90325697)

キーワード有機-無機ハイブリッド材料 / 表面プラズモン / ナノパターン
研究概要

金属表面で誘起される局在表面プラズモン共鳴の増強電場を利用することによって、レジストをナノサイズでパターニングできることが報告されている。本研究では、加工性の乏しいセラミックスやガラスへこれらの技術を利用し、簡便なナノ加工方法の確立を進めている。また、加工技術を利用してナノデバイスへの応用を目指している。まずは、レジストの場合と同様にプラズモンを利用したナノ加工が可能かどうかについて調べた。さらに、プラズモンの干渉を用いると光の回折限界を超える加工も可能であることが期待されることから、その方法に関しての検討を行った。昨年度までに金のブロック間の数nmのギャップを用いて有機-無機ハイブリッド材料がその大きさに加工可能であることを示してきた。今年度は、より簡便に加工できる技術を目指し、金属表面に誘起されるプラズモンの干渉を利用することによってナノ加工を試みた。
干渉リソグラフィによるナノパターンとして、FDTD計算を用いて、アルミが有用であることを調査し、干渉が生じるようなライン&スペースパターンを電子線描画によって作製した。ゾル-ゲル法によって作製した光感応性を有する有機-無機ハイブリッド材料に密着させた後、UV光を露光した。露光後、アルコールによって現像を行った。ほとんどはスリット部で増強された光によって反応しており、アルミパターンと同様の600nm程度の周期性を有するパターンとなった。しかしながら、露光時間を最適化することによって光の波長と同程度の細かいパターンを得ることに成功した。このパターンを焼結することによってアナターゼのナノパターンを簡便に作製できることが明らかになった。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Nano-patterning of a TiO2-organic hybrid material using interference of surface plasmon on aluminum2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroyo Segawa, Satoru Inoue, Minoru Osada, Yoshihiko Takeda
    • 雑誌名

      J.Photochemistry Photobiology A : Chemistry

      巻: (印刷中)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nano-Patterning of a TiO_2-Organic Hybrid Material Assisted by a Localized Surface Plasmon2010

    • 著者名/発表者名
      Hiroyo Segawa, Kosei Ueno, Yukie Yokota, Hiroaki Misawa, Tetsuji Yano, Shuichi Shibata
    • 雑誌名

      J.Am.Ceram.Soc.

      巻: 93 ページ: 1634-1638

    • 査読あり
  • [学会発表] 表面プラズモンを用いたTiO2ハイブリッド膜のパターニング2011

    • 著者名/発表者名
      瀬川浩代、井上悟
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2011年年会
    • 発表場所
      静岡大学
    • 年月日
      2011-03-16
  • [学会発表] Plasmon assisted nano-patterning of organic-inorganic hybrid materials2010

    • 著者名/発表者名
      瀬川浩代、金谷考洋、矢野哲司、柴田修一、井上悟
    • 学会等名
      2010Pacifichem
    • 発表場所
      ハワイ、シェラトンワイキキ
    • 年月日
      2010-12-15
  • [学会発表] 有機-無機ハイブリッド材料の光パターニング2010

    • 著者名/発表者名
      瀬川浩代
    • 学会等名
      第10回中国四国支部高分子材料研究会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2010-09-28
  • [学会発表] 光感応性有機-無機ハイブリッド材料を用いたパターン形成2010

    • 著者名/発表者名
      瀬川浩代
    • 学会等名
      高分子討論会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2010-09-15
  • [学会発表] Fine-Patterning of Organic-inorganic materials2010

    • 著者名/発表者名
      瀬川浩代
    • 学会等名
      2^<nd> Japan-Korea Joint Forum on Sol-gel Science and Technology
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2010-06-27
  • [学会発表] Plasmon assisted nano-patterning of organic-inorganic hybrid materials2010

    • 著者名/発表者名
      瀬川浩代、金谷考洋、矢野哲司、柴由修一、井上悟
    • 学会等名
      STAC4
    • 発表場所
      メルパルク横浜
    • 年月日
      2010-06-22

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公開日: 2012-07-19  

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