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2011 Fiscal Year Annual Research Report

自発的秩序構造を利用した半導体ナノ・マイクロ規則構造の作製とその応用

Research Project

Project/Area Number 20241026
Research InstitutionKogakuin University

Principal Investigator

小野 幸子  工学院大学, 工学部, 教授 (90052886)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 阿相 英孝  工学院大学, 工学部, 准教授 (80338277)
Keywordsナノ材料 / ナノバイオ / 先端機能デバイス / 半導体超微細加工 / 材料加工・処理
Research Abstract

平成23年度は前年度に引き続き,汎用性のある材料創製技術の確立を目的に,Si以外にもGaAs,InPなどの半導体あるいは金属材料へ申請者らが提案する構造転写プロセスの適用性を検討した。平成21年度までは基板をエッチングする際に,金属触媒エッチングを主に利用していたが,22年度以降は主に電解エッチングを利用し,二次元平面の構造転写に留まらず,基板深さ方向にも規則構造を維持した三次元規則構造体の作製条件の最適化に努めた。当初,コロイド結晶を直接マスクとした単純なネガポジプロセスを中心に研究を進めてきたが,既存のフォトレジストを用いたマスク形成技術を導入することで,従来よりも規則性,再現性に優れた,三次元規則構造体の作製条件を見出し,テンプレートとして利用する微粒子の粒径を調整することでマスク開口部の周期も高度に制御する手法を確立した。
周期的な開口部を持つフォトレジスト製ハニカムマスクを介したInP基板のアノード電解エッチングにおいては,孔の成長挙動に対する結晶面の影響を明らかにするとともに,孔発生位置を二次元平面でパターン化することでポーラス構造の自己組織化に基づき既存のリソグラフィー技術では作製困難な幾何学パターンを自発的に誘導した。孔発生位置をマスク開口部に限定しn-InP(100)基板をアノード電解エッチングした結果,マスク開口部を起点として結晶方向によらず放射状に孔が成長し,同心円状に成長したポーラス構造(ドメイン)は隣接するドメインと接することで基板表面において正六角形のタイリングを自己組織化的に実現した。ドメインの境界線はマスク開口部間の垂直二等分線に相当することから,得られた幾何学パターンは各ドメインの勢力圏を反映したボロノイ分割図とも言え,二次元平面の新たなパターニング法を実証した。

  • Research Products

    (59 results)

All 2012 2011 2010 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (49 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Hexagonal geometric pattern formed by radial pore growth of InP based on Voronoi tessellation2012

    • Author(s)
      H.Asoh, J.Iwata, S.Ono
    • Journal Title

      Nanotechnology

      Volume: (印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Morphological Control of Periodic GaAs Hole Arrays by Simple Au-Mediated Wet Etching2012

    • Author(s)
      Y.Yasukawa, H.Asoh, S.Ono
    • Journal Title

      Journal of The Electrochemical Society

      Volume: 159 Pages: D328-D332

    • DOI

      10.1149/2.021206jes

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Visible light photo response from N-doped anodic niobium oxide after annealing in ammonia atmosphere2012

    • Author(s)
      T.Ruff, R.Hahn, M.S.Killian, H.Asoh, S.Ono, P.Schmuki
    • Journal Title

      Electrochimica Acta

      Volume: 62 Pages: 402-407

    • DOI

      10.1016/j.electacta.2011.12.045

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-aspect-ratio GaAs pores and pillars with triangular cross section2011

    • Author(s)
      H. Asoh, S. Kotaka and S. Ono
    • Journal Title

      Electrochemistry Communications

      Volume: 13(5) Pages: 458-461

    • DOI

      DOI:10.1016/j.elecom.2011.02.020

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Anisotropic chemical etching of silicon through anodic oxide films formed on silicon coated with microspheres2011

    • Author(s)
      H.Asoh, K.Uchibori, S.Ono
    • Journal Title

      Semiconductor Science and Technology

      Volume: 26 Pages: 102001/1-102001/4

    • DOI

      10.1088/0268-1242/26/10/102001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] アルミニウム合金におけるアノード酸化皮膜の構造に対する高周波スイッチング電解の効果2011

    • Author(s)
      藤田昌弘, 田中洋臣, 松村仁, 山本友晴, 阿相英孝, 小野幸子
    • Journal Title

      表面技術

      Volume: 62 Pages: 346-350

    • DOI

      10.4139/sfj.62.346

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] マグネシウムの表面現象と酸化皮膜の成長2011

    • Author(s)
      小野幸子
    • Journal Title

      表面技術

      Volume: 62(解説) Pages: 198-203

    • DOI

      10.4139/sfj.62.198

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Thermal Stability and Regularity of Nano-Porous Anodic Alumina Membrane Formed on Recrystallized Aluminum2012

    • Author(s)
      F.Rashidi, H.Asoh, S.Ono
    • Organizer
      電気化学会第79回大会
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松,静岡
    • Year and Date
      20120329-20120331
  • [Presentation] ナノポーラス構造を持つアノード酸化α-アルミナメンブレンの特性評価2012

    • Author(s)
      増田達也, 阿相英孝, 原口智, 小野幸子
    • Organizer
      電気化学会第79回大会
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松,静岡
    • Year and Date
      20120329-20120331
  • [Presentation] アノードエッチングにより作製した1次元GaAsナノ構造2012

    • Author(s)
      阿相英孝, 小鷹俊介, 小野幸子
    • Organizer
      電気化学会第79回大会
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松,静岡
    • Year and Date
      20120329-20120331
  • [Presentation] 酸化物薄膜と材料表面の特性・構造・組成解析2012

    • Author(s)
      小野幸子
    • Organizer
      表面技術協会第125回講演大会
    • Place of Presentation
      東京都市大学,東京(依頼講演)
    • Year and Date
      20120313-20120314
  • [Presentation] 2次電解によるマグネシウムアノード酸化皮膜の封孔挙動2012

    • Author(s)
      阿相英孝, 本藤直樹, 福岡一統, 小野幸子
    • Organizer
      表面技術協会第125回講演大会
    • Place of Presentation
      東京都市大学,東京
    • Year and Date
      20120313-20120314
  • [Presentation] ニオブアノード酸化皮膜の光応答性に及ぼす窒素および炭素混入の影響2012

    • Author(s)
      檜垣知恵, 阿相英孝, 小野幸子
    • Organizer
      表面技術協会第125回講演大会
    • Place of Presentation
      東京都市大学,東京
    • Year and Date
      20120313-20120314
  • [Presentation] Fabrication of TiO_2 nanopillar arrays by ALD using porous alumina template2012

    • Author(s)
      Y.C.Yang, D.Tian, H.Cheng, H.Asoh, S.Ono
    • Organizer
      表面技術協会第125回講演大会
    • Place of Presentation
      東京都市大学,東京
    • Year and Date
      20120313-20120314
  • [Presentation] アルミニウムアノード酸化皮膜封孔処理封孔メカニズムと最近の技術の進歩2012

    • Author(s)
      小野幸子
    • Organizer
      SURTECH 2012表面技術要素展
    • Place of Presentation
      東京ビッグサイト,東京(依頼講演)
    • Year and Date
      20120215-20120217
  • [Presentation] 生体吸収材料としてのマグネシウムへのアパタイト付与と擬似体液中における耐食性制御2012

    • Author(s)
      小野幸子, 小林大記, 阿相英孝
    • Organizer
      第2回医薬工3大学包括連携推進シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京医科大学病院,東京
    • Year and Date
      2012-03-10
  • [Presentation] 交互浸漬法によりアパタイトを付与したマグネシウムの生体親和性2011

    • Author(s)
      小林大記, 阿相英孝, 小野幸子
    • Organizer
      無機マテリアル学会第123回学術講演会
    • Place of Presentation
      アバンセホール,佐賀
    • Year and Date
      20111117-20111118
  • [Presentation] Fabrication of α-Alumina Membrane with Controlled Pore Diameter by Anodization2011

    • Author(s)
      T.Masuda, H.Asoh, S.Ono
    • Organizer
      The 10th International Symposium on Advanced Technology (ISAT-10th)
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      20111116-20111119
  • [Presentation] Effect of Mechanical Milling on Corrosion Resistance and Biocompatibility of Ti-HAp Composite Materials2011

    • Author(s)
      H.Tanigawa, Anawati, H.Asoh, T.Ohno, M.Kubota, S.Ono
    • Organizer
      The 10th International Symposium on Advanced Technology (ISAT-10th)
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      20111116-20111119
  • [Presentation] GaAs Pore Arrays Fabricated by Anodic Etching through Photoresist Mask2011

    • Author(s)
      S.Kotaka, H.Asoh, S.Ono
    • Organizer
      The 10th International Symposium on Advanced Technology (ISAT-10th)
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      20111116-20111119
  • [Presentation] 結晶性アノード酸化アルミナ皮膜の誘電特性と漏れ電流の制御2011

    • Author(s)
      深尾智紀, 阿相英孝, 小野幸子
    • Organizer
      軽金属学会第121回秋季大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学,東京
    • Year and Date
      20111112-20111113
  • [Presentation] アルミニウムアノード酸化皮膜の耐食性に及ぼす水酸化リチウム封孔の効果2011

    • Author(s)
      阿相英孝, 大倉雅弘, 田中洋臣, 藤田昌弘, 松村仁, 小野幸子
    • Organizer
      軽金属学会第121回秋季大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学,東京
    • Year and Date
      20111112-20111113
  • [Presentation] ステンレス基板上への黒色皮膜作製2011

    • Author(s)
      中谷まどか, 阿相英孝, 小野幸子
    • Organizer
      金属のアノード酸化皮膜の機能化部会第28回神戸コンファレンス
    • Place of Presentation
      ホテル北野プラザ六甲荘,兵庫
    • Year and Date
      20111110-20111111
  • [Presentation] ニオブアノード酸化皮膜の誘電特性に及ぼす有機溶媒種の影響2011

    • Author(s)
      檜垣知恵, 阿相英孝, 小野幸子
    • Organizer
      金属のアノード酸化皮膜の機能化部会第28回神戸コンファレンス
    • Place of Presentation
      ホテル北野プラザ六甲荘,兵庫
    • Year and Date
      20111110-20111111
  • [Presentation] アノードエッチングにより作製した高アスペクト比ポーラスGaAs2011

    • Author(s)
      小鷹俊介, 阿相英孝, 小野幸子
    • Organizer
      金属のアノード酸化皮膜の機能化部会第28回神戸コンファレンス
    • Place of Presentation
      ホテル北野プラザ六甲荘,兵庫
    • Year and Date
      20111110-20111111
  • [Presentation] フォトレジストマスクを介したInPのアノードエッチング2011

    • Author(s)
      岩田惇, 阿相英孝, 小野幸子
    • Organizer
      金属のアノード酸化皮膜の機能化部会第28回神戸コンファレンス
    • Place of Presentation
      ホテル北野プラザ六甲荘,兵庫
    • Year and Date
      20111110-20111111
  • [Presentation] 孔径制御したα-アルミナメンブレンの作製2011

    • Author(s)
      増田達也, 阿相英孝, 小野幸子
    • Organizer
      金属のアノード酸化皮膜の機能化部会第28回神戸コンファレンス
    • Place of Presentation
      ホテル北野プラザ六甲荘,兵庫
    • Year and Date
      20111110-20111111
  • [Presentation] 水酸化リチウムを用いて封孔したアノード酸化ポーラスアルミナの構造と耐食性2011

    • Author(s)
      阿相英孝, 大倉雅弘, 田中洋臣, 藤田昌弘, 松村仁, 小野幸子
    • Organizer
      金属のアノード酸化皮膜の機能化部会第28回神戸コンファレンス
    • Place of Presentation
      ホテル北野プラザ六甲荘,兵庫
    • Year and Date
      20111110-20111111
  • [Presentation] アノード酸化皮膜ポーラス構造の素地組成依存性と樹脂接着強度への影響2011

    • Author(s)
      小野幸子, 阿相英孝
    • Organizer
      金属のアノード酸化皮膜の機能化部会第28回神戸コンファレンス
    • Place of Presentation
      ホテル北野プラザ六甲荘,兵庫(依頼講演)
    • Year and Date
      20111110-20111111
  • [Presentation] Biocompatibility of Magnesium Controlled by Surface Structuring2011

    • Author(s)
      S.Ono, H.Asoh
    • Organizer
      220th Meeting of the Electrochemical Society
    • Place of Presentation
      Boston, USA
    • Year and Date
      20111009-20111014
  • [Presentation] Effect of ethylene glycol addition to the electrolytes on dielectric properties of anodic films formed on niobium2011

    • Author(s)
      C.Higaki, H.Asoh, S.Ono
    • Organizer
      220th Meeting of the Electrochemical Society
    • Place of Presentation
      Boston, USA
    • Year and Date
      20111009-20111014
  • [Presentation] Nano/Micro-Structured Semiconductors Fabricated by Anodic Etching using Sphere Photolithography2011

    • Author(s)
      S. Ono, S. Kotaka, J. Iwata and H. Asoh
    • Organizer
      220th Meeting of the Electrochemical Society
    • Place of Presentation
      Boston, USA
    • Year and Date
      20111009-14
  • [Presentation] Anodic etching of InP substrate through photoresist mask formed by sphere photolithography2011

    • Author(s)
      J. Iwata, H. Asoh and S. Ono
    • Organizer
      220th Meeting of the Electrochemical Society
    • Place of Presentation
      Boston, USA
    • Year and Date
      20111009-14
  • [Presentation] アパタイト付与によるマグネシウムの耐食性の改善2011

    • Author(s)
      小林大記, 阿相英孝, 小野幸子
    • Organizer
      腐食防食協会第58回材料と環境討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学,愛知
    • Year and Date
      20110928-20110930
  • [Presentation] GaAs(111)基板のアノード酸化に及ぼす電解液種の影響2011

    • Author(s)
      阿相英孝, 小鷹俊介, 小野幸子
    • Organizer
      表面技術協会第124回講演大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学,愛知
    • Year and Date
      20110921-20110922
  • [Presentation] アルミニウム合金リン酸アノード酸化膜の接着強さと微細構造2011

    • Author(s)
      小野田裕子, 中野俊之, 平田大裕, 武井雅文, 石山玉惠, 阿相英孝, 小野幸子
    • Organizer
      表面技術協会第124回講演大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学,愛知
    • Year and Date
      20110921-20110922
  • [Presentation] ニオブアノード酸化皮膜の誘電特性に及ぼす有機溶媒添加の影響2011

    • Author(s)
      檜垣知恵, 阿相英孝, 小野幸子
    • Organizer
      表面技術協会第124回講演大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学,愛知
    • Year and Date
      20110921-20110922
  • [Presentation] 結晶性アルミニウムアノード酸化誘電体皮膜の漏れ電流抑制に対するケイ酸ナトリウム電解液の効果2011

    • Author(s)
      深尾智紀, 佐藤芳輝, 阿相英孝, 小野幸子
    • Organizer
      表面技術協会第124回講演大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学,愛知
    • Year and Date
      20110921-20110922
  • [Presentation] 孔径制御したアノード酸化ポーラスアルミナ皮膜の剥離条件の最適化2011

    • Author(s)
      増田達也, 阿相英孝, 原口智, 新藤尊彦, 窪谷悟, 小野幸子
    • Organizer
      電気化学秋季大会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ,新潟
    • Year and Date
      20110921-20110922
  • [Presentation] 位置選択的な化学溶解によるポーラスInPの構造制御2011

    • Author(s)
      岩田惇, 阿相英孝, 小野幸子
    • Organizer
      電気化学秋季大会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ,新潟
    • Year and Date
      20110921-20110922
  • [Presentation] Effect of Mechanical Milling on Corrosion Resistance and Biocompatibility of Titanium-Hydroxyapatite Composites2011

    • Author(s)
      Anawati, H.Tanigawa, H.Asoh, T.Ohno, M.Kubota, S.Ono
    • Organizer
      62nd Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • Place of Presentation
      Niigata, Japan
    • Year and Date
      20110911-20110916
  • [Presentation] Cell Activation Characteristics on Structuirally Controlled Surfaces of Aluminum2011

    • Author(s)
      S.Ono, Y.Kuroda, H.Asoh, Y.Imamura
    • Organizer
      62nd Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • Place of Presentation
      Niigata, Japan
    • Year and Date
      20110911-20110916
  • [Presentation] Silicon Nanohole Arrays Fabricated Using Anodic Porous Alumina Mask and Metal-Assisted Chemical Etching2011

    • Author(s)
      H.Asoh, K.Fujihara, S.Ono
    • Organizer
      62nd Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • Place of Presentation
      Niigata, Japan
    • Year and Date
      20110911-20110916
  • [Presentation] Dielectric Property of Anodic Oxide Film Formed on Niobium in Acid Electrolyte Containing Organic Solvent2011

    • Author(s)
      C.Higaki, H.Asoh, S.Ono
    • Organizer
      62nd Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • Place of Presentation
      Niigata, Japan
    • Year and Date
      20110911-20110916
  • [Presentation] Fabrication of GaAs Pore Arrays with High Aspect Ratio by Anodic Etching through Photoresist Mask2011

    • Author(s)
      S.Kotaka, H.Asoh, S.Ono
    • Organizer
      62nd Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • Place of Presentation
      Niigata, Japan
    • Year and Date
      20110911-20110916
  • [Presentation] 放電プラズマ焼結法により作製したTi-HAp複合材料の特性に及ぼすミリンダ時間とHAp添加量の影響2011

    • Author(s)
      谷川博昭, 阿相英孝, 大野卓哉, 久保田正広, 小野幸子
    • Organizer
      第1回軽金属学会関東支部若手研究者育成特別研修会
    • Place of Presentation
      (株)神戸製鋼所鬼怒川保養所,栃木
    • Year and Date
      20110905-20110906
  • [Presentation] マグネシウムの腐食耐性に対する再アノード酸化の効果2011

    • Author(s)
      福岡一統, 阿相英孝, 井口光冶, 水野修, 小野幸子
    • Organizer
      第1回軽金属学会関東支部若手研究者育成特別研修会
    • Place of Presentation
      (株)神戸製鋼所鬼怒川保養所,栃木
    • Year and Date
      20110905-20110906
  • [Presentation] Fabrication of high-aspect ratio GaAs pores and pillars with triangular cross section by anodic etching2011

    • Author(s)
      H.Asoh, S.Kotaka, S.Ono
    • Organizer
      XX International Materials Research Congress (IMRC-20)
    • Place of Presentation
      Cancun, Mexico
    • Year and Date
      20110814-20110819
  • [Presentation] ナノ・マイクロ複合周期を持つアノード酸化ポーラスアルミナ上への水酸アパタイトの位置選択的析出2011

    • Author(s)
      阿相英孝, 野村直洋, 小野幸子
    • Organizer
      無機マテリアル学会第122回学術講演会
    • Place of Presentation
      船橋市民文化創造館,千葉
    • Year and Date
      20110602-20110603
  • [Presentation] アノード酸化により孔周期を制御したα-アルミナメンブレンの作製2011

    • Author(s)
      増田達也, 阿相英孝, 原口智, 新藤尊彦, 窪谷悟, 小野幸子
    • Organizer
      軽金属学会第120回春期大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学,愛知
    • Year and Date
      20110521-20110522
  • [Presentation] Ti-HAp複合材料の耐食性および生体親和性におよぼすメカニカルアロイングの影響2011

    • Author(s)
      阿相英孝, 谷川博昭, 大野卓哉, 久保田正広, 小野幸子
    • Organizer
      軽金属学会第120回春期大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学,愛知
    • Year and Date
      20110521-20110522
  • [Presentation] 再アノード酸化によるマグネシウムアノード酸化皮膜の耐食性改善2011

    • Author(s)
      福岡一統, 阿相英孝, 井口光治, 水野修, 小野幸子
    • Organizer
      軽金属学会第120回春期大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学,愛知
    • Year and Date
      20110521-20110522
  • [Presentation] Structure and Properties of Porous/Barrier Composite Anodic Oxide Films Formed on Aluminum for the Suppression of Gas Emission in Use of Vacuum Chamber2011

    • Author(s)
      S.Ono, H.Asoh
    • Organizer
      10th International Symposium on the Passivation of Metals and Semi-Conductors and the Properties of Thin Oxide Layers (Passivity 10)
    • Place of Presentation
      Florianopolis, Brazil
    • Year and Date
      20110410-20110414
  • [Presentation] アルマイトの基礎理論と応用技術2011

    • Author(s)
      小野幸子
    • Organizer
      第31回ライトメタル表面技術部会サマーセミナー
    • Place of Presentation
      工学院大学,東京(依頼講演)
    • Year and Date
      2011-07-12
  • [Presentation] チタン多孔体の硬組織適合性に及ぼす生体活性化処理の効果2011

    • Author(s)
      阿相英孝, 小野幸子
    • Organizer
      第1回医薬工3大包括連携推進シンポジウム
    • Place of Presentation
      工学院大学,東京
    • Year and Date
      2011-07-09
  • [Presentation] 表面微細構造による金属材料の生体適合性制御2011

    • Author(s)
      今村保忠, 黒田雄士, 阿相英孝, 小野幸子
    • Organizer
      第167回東京医科大学医学会総会
    • Place of Presentation
      東京医科大学病院,東京
    • Year and Date
      2011-06-04
  • [Book] Chapter 11, p225-248 Nano/Micro-Patterning of Semiconductors using Noble Metal Particles as Catalyst for Site-Selective Chemical Etching(Noble Metals分担執筆(Y.Su編))2012

    • Author(s)
      S.Ono, H.Asoh
    • Total Pages
      416
    • Publisher
      InTech
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.ns.kogakuin.ac.jp/~wwb1027/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 多孔質材料の製造方法2010

    • Inventor(s)
      小野幸子, 阿相英孝, 原口智, 亀田常治, 伊藤義康, 新藤尊彦, 早見徳介, 久里裕二, 窪谷悟
    • Industrial Property Rights Holder
      学校法人工学院大学, 株式会社東芝
    • Industrial Property Number
      特願2010-047500,特開2011-179103
    • Filing Date
      2010-03-04
    • Acquisition Date
      2011-09-15

URL: 

Published: 2013-06-26  

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