【公開日：2023.07.31】【最終更新日：2023.05.19】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22UT1146
利用課題名 / Title
電子線描画装置を用いた回転可変型アキシコンレンズメタレンズの開発
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学 / Tokyo Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
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）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
メタサーフェス,走査プローブ顕微鏡/Scanning probe microscopy,リソグラフィ/Lithography,膜加工・エッチング/Film processing and Etching,EB,メタマテリアルメタマテリアル/ Metamaterial
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)
岩見 健太郎
所属名 / Affiliation
東京農工大学
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
高木鴻佑
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
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
UT-503：超高速大面積電子線描画装置
UT-600：汎用ICPエッチング装置
UT-603：汎用高品位ICPエッチング装置
UT-855：高精細電子顕微鏡
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
本研究開発は，蛍光励起や散乱光分析等の科学分析用光学系への適用を想定し，可視光(波長532nm)動作可能で，2枚のメタレンズを相互回転させることで焦点深度可変とする回転可変型アキシコンメタレンズの開発をした．第一段階目標では，可視光で動作可能でアキシコンレンズの機能を持ち，単結晶シリコン（c-Si）を使用したメタサーフェス光学素子を製作し，次段階で2枚のメタサーフェス光学素子を組み合わせてアキシコンレンズの機能をもたらす回転可変型アキシコンメタレンズの製作・評価を行った．
実験 / Experimental
アキシコンメタレンズと回転型アキシコンメタレンズをそれぞれ、ARIMに設置されている超高速大面積電子線描画装置(F7000S)、汎用ICPエッチング装置(CE-300I)、および汎用高品位ICPエッチング装置(NE-550)を使用して製作し、高精細電子顕微鏡(Regulus 8230)で製作評価を行った。また製作した光学素子は東京農工大学に設置されているビームプロファイラなどによる光学測定により、素子の光学特性の評価を実施した。
結果と考察 / Results and Discussion
製作した素子について測定の結果、光学機能に必要な透過性と回折効率を持つことが確認された。Fig.1に回転可変型アキシコンメタレンズのSEM写真を示す。幅約100 nm～300 nm、高さ300nmの正八角柱状の構造体が2 mm角内に多数配置されている。予備製作により露光条件の最適化を行い、寸法補正値を反映することで、所望の光学特性を有する光学素子を得た。今後はエッチング条件の最適化を行い製作精度の向上を図りたい。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 SEM image of a fabricated metasurface
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
◦高木鴻佑, 小川主税, 池沢聡, 岩見健太郎*, 「アモルファスシリコンを用いた超 薄型アキシコンメタレンズ」, 第38 回「センサ・マイクロマシンと応用システム」 シンポジウム(オンライン), 10P3-SSP-20, 2021 年11 月10 日
超高速大面積電子線描画装置，ドライエッチング装置，電子顕微鏡の利用にあたって細やかにサポートしてくださったARIMスタッフの方々に深く感謝申し上げます。
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)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- ◦Kosuke Takaki, Satoshi Ikezawa, and Kentaro Iwami, ”Development of an axicon metalens for the visible wavelength” The 13th Asia-Pacific Conference on Near-Field Optics, Sapporo, Hokkaido Japan,29/July/2022,OL29-B9
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