公募研究
昨年の研究成果で、電子線リソグラフィで作製した微細パターンを有するマスターモールドを使用し、光反応性単分子膜の使用を特徴とする独自に開発した界面化学結合型熱ナノインプリントリソグラフィと金の電解金析出を組み合させるプロセスが電極作製に利用できることを原理的に確認した。さらに、ポリスチレンが電解金析出のレジスト材料として形状忠実性に優れること、蛍光色素を添加した蛍光レジストが蛍光像観察から非破壊でかつ広領域でレジスト成型形状管理に利用できることを示した。本年度は、異なるレジストパターン開口部での金の電解析出挙動を中心に研究を進めた。100nmから1μmまでの異なる線幅を有する1:1のライン&スペースパターンを作製し、レジスト膜の成型と金の電解析出を行った。電流密度が高い場合、200nm以下の線幅で金の析出が抑制させる現象が認められた。電流密度を低下させることで、金のラインパターンの高さがレジストパターン開口部の線幅に依存しなくなったことから、200nm以下では電極活性種の拡散律速が起こることが示唆された。電解析出条件の最適化により、異なるパターン構造を有する電極基板が作製できることがわかった。数十回程度のシリコンマスターモールドの使用で、モールドの微細パターンに一部損壊した欠陥ができることがわかり、ナノギャップ電極作製プロセスに適したレプリカモールドの必要性が生じた。表面修飾シリカナノ粒子とアクリレートからなる光硬化性有機無機複合組成物を調製し、光ナノインプリント法で成型した結果、寸法転写性、離型層形成性に優れたレプリカモールドの開発に成功した。レプリカモールドを用いたポリスチレンレジスト薄膜の加工で20nmギャップまで成型でき、金の電解析出後も20nmギャップをほぼ維持できることがわかった。マスターモールドを転写したレプリカモールドでレジスト加工と金の電解析出を行う、ナノギャップ電極の量産スキームを確立できた。
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Japanese Journal of Applied Physics
巻: 51(採択済)
巻: 50 ページ: 06GK10-1-06GK10-9
10.1143/JJAP.50.06GK10
巻: 50 ページ: 06GK12-1-06GK12-7
10.1143/JJAP.50.06GK12
マテリアルインテグレーション
巻: 24 ページ: 248-253
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/labo/nakagawa/results.html
