【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.22】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22KT1339
利用課題名 / Title
メタサーフェスミラーの開発
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions
キーワード / Keywords
メタサーフェス,オプトメカニスクス,核磁気共鳴,MRI,リソグラフィ/Lithography,膜加工・エッチング/Film processing and Etching,EB,フォトニクス/ Photonics,3D積層技術/ 3D lamination technology
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
武田 和行
所属名 / Affiliation
京都大学 大学院理学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
冨永雄介
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
江崎裕子
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
KT-101：高速高精度電子ビーム描画装置
KT-210：ドライエッチング装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
核磁気共鳴(NMR)および磁気共鳴画像診断(MRI)のラジオ周波数電気信号を光に上方変換する研究の一環として、薄膜振動子にメタサーフェスミラーを実装して電気信号を光に変換するオプトメカニクスデバイスを開発することを目的とした。窒化ケイ素の薄膜振動子に周期的に円形の穴を作成するために、電子ビーム描画およびドライエッチング装置を利用した。
実験 / Experimental
窒化ケイ素の薄膜に、レジストをスピンコートして、電子ビームで直径580 nmの円を、ピッチ830 nmで周期的に描いた。現像処理の後にCF4プラズマでドライエッチングを行なってメタサーフェスミラーを作成した（図１〜２）。
結果と考察 / Results and Discussion
電子ビーム描画装置で描画した形状自体は意図したものであったが、描画される座標は設定値に対して、全体的にx、y方向ともに数十マイクロメートルの誤差が生じることが分かった。このずれに再現性はなく、装置の利用日によって異なっていた。この非常に悩ましい現象は、装置の不具合であるのか、あるいはこの程度のずれは避けられないのか、不明である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図１ 窒化ケイ素（SiN）薄膜上に作成した、サイズ0.3 mm角のメタサーフェスミラーの光学顕微鏡画像。
図２ 図１に示した赤色のボックスで囲われた部分の拡大図
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
本研究は、科学技術振興機構「CREST」事業（課題番号：JPMJCR1873 ****）の支援を受けた。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
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Yusuke Tominaga, Heating-free, room-temperature operation of a radiofrequency-to-light signal transducer with a membrane oscillator and a built-in metasurface mirror, Applied Physics Express, 15, 012003(2021).
DOI: 10.35848/1882-0786/ac3e15
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- (1) K. Takeda, Up-conversion of Radio-frequency NMR Signals to Light via a Membrane Transducer, The 61st Annual Rocky Mountain Conference on Magnetic Resonance, Copper Mountain, CO, USA 2022.7.28
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件