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2013 Fiscal Year Annual Research Report

メゾスコピッククラスタービームによる有機電子材料のダメージフリー・ナノ加工

Research Project

Project/Area Number 23310080
Research InstitutionUniversity of Hyogo

Principal Investigator

豊田 紀章  兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00382276)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
Keywordsクラスターイオン / ナノ加工 / 有機電子材料 / ダメージフリー
Research Abstract

本研究では、高エネルギー粒子の照射によって容易に損傷が生じる有機電子材料に対し、数万~数十万個の原子・分子が塊となったメゾスコピッククラスタービームを用いて、ダメージフリー・ナノ加工を行う。一原子あたりのエネルギーを1eV以下に低減するとともに、クラスターサイズや荷電状態・エネルギー・ガス混合比といった状態を制御し、有機電子材料のナノ加工における最適条件を見いだす。さらに、メゾスコピッククラスタービームと既存リソグラフィ技術を組み合わせ、有機電子材料に幅100nm以下のナノ構造を形成することにより、有機フォトニクス素子、有機半導体等や無機・有機融合デバイスの応用を検討する。マスクの改良が進めば、10nm程度のナノ構造形成を目指す。
平成25年度は、電子衝撃イオン化エネルギーを30V程度に低下させることにより、メゾスコピッククラスターイオンビーム中の多価クラスターイオンの生成を抑制し、低損傷での有機材料加工を行った。さらに、クラスターイオン照射中の雰囲気ガスとして水分子を導入し、クラスターイオン照射による表面での高温・高圧状態形成効果により、表面吸着した水分子と有機材料との反応が促進され、有機材料のエッチング速度増大効果があることを見いだした。その結果、有機材料の損傷層も小さくなり、さらなる低損傷加工が可能であることを示した。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (14 results)

All 2014 2013

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Evaluation of charge state of gas cluster ions by means of individual crater observations2013

    • Author(s)
      N. Toyoda, I. Yamada
    • Journal Title

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section B

      Volume: 307 Pages: 269-272

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Gas cluster ion beam etching under acetic acid vapor for etch-resistant material2013

    • Author(s)
      A.Yamaguchi, R.Hinoura, N.Toyoda, K.Hara, I.Yamada
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 52 Pages: 05EB05

    • DOI

      10.7567/JJAP.52.05EB05

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetic properties of Fe7Co3 films with gas cluster ion beam irradiations2013

    • Author(s)
      N.Toyoda, A.Fujimoto, I.Yamada
    • Journal Title

      Journal of applied physics

      Volume: 113 Pages: 17A328

    • DOI

      10.1063/1.4797475

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Surface morphology and sputtering yield of SiO2 with oblique-incidence gas cluster ion beam2013

    • Author(s)
      K.Sumie, N.Toyoda, I.Yamada
    • Journal Title

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section B

      Volume: 307 Pages: 290-293

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2013.01.087

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Irradiation effects of gas cluster ion beams on co-fe films2013

    • Author(s)
      N.Toyoda, A.Fujimoto, I.Yamada
    • Journal Title

      Japanese journal of applied physics

      Volume: 52 Pages: 06GF01

    • DOI

      10.7567/JJAP.52.06GF01

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] CF4-GCIB照射によるDLC膜極表面フッ素化2014

    • Author(s)
      木村 旭
    • Organizer
      2014応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      青山学院大学
    • Year and Date
      20140317-20140320
  • [Presentation] TEM study of irradiation effects of GCIB2013

    • Author(s)
      豊田 紀章
    • Organizer
      日本MRS年次大会2013
    • Place of Presentation
      横浜開港記念会館
    • Year and Date
      20131210-20131211
  • [Presentation] Planarization of Films under Magnetic Tunnel Junction with Gas Cluster Ion Beam Irradiation2013

    • Author(s)
      山口 明良
    • Organizer
      日本MRS年次大会2013
    • Place of Presentation
      横浜開港記念会館
    • Year and Date
      20131210-20131211
  • [Presentation] ガスクラスターイオンビーム照射によるされたDLC膜の表面の構造改質2013

    • Author(s)
      藤本 昌宏
    • Organizer
      2013応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      同志社大学
    • Year and Date
      20130916-20130920
  • [Presentation] GCIB照射によるメディア保護膜の表面平坦化効果2013

    • Author(s)
      木村 旭
    • Organizer
      2013応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      同志社大学
    • Year and Date
      20130916-20130920
  • [Presentation] Ripple formations by gas cluster ions in ambient reactive gas2013

    • Author(s)
      豊田 紀章
    • Organizer
      2013 JSAP-MRSジョイントシンポジウム
    • Place of Presentation
      同志社大学
    • Year and Date
      20130916-20130920
  • [Presentation] Low-damage and high-rate sputtering of organic materials with GCIB under H2O vapor environment2013

    • Author(s)
      豊田 紀章
    • Organizer
      Surface modification of materials by ion beams 2013
    • Place of Presentation
      イズミール(トルコ)
    • Year and Date
      20130915-20130920
  • [Presentation] In-situ XPS study of GCIB etching for materials used in STT-MRAM2013

    • Author(s)
      日野浦 諒
    • Organizer
      ドライプロセスシンポジウム2013
    • Place of Presentation
      済州島(韓国)
    • Year and Date
      20130829-20130830
  • [Presentation] Nano-scale surface modification and ion induced reactions with gas cluster ion beams2013

    • Author(s)
      豊田 紀章
    • Organizer
      2013春季ヨーロッパ材料学会(E-MRS)
    • Place of Presentation
      ストラスブール(フランス)
    • Year and Date
      20130527-20130531
    • Invited

URL: 

Published: 2015-05-28  

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