【公開日：2023.07.31】【最終更新日：2023.04.27】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22IT0051
利用課題名 / Title
単一PSI分子の光電流特性と規則正しく配置されたAuナノロッドによるプラズモン増強と偏光依存性
利用した実施機関 / Support Institute
東京工業大学 / Tokyo Tech.
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）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（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
リソグラフィ・露光・描画装置, 成膜・膜堆積, 色素増感太陽電池, 電気泳動法, ナノロッド
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)
神戸 遼太
所属名 / Affiliation
東京工業大学物質理工学院
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
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）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
IT-001：電子ビーム露光装置
IT-002：電子ビーム露光データ加工ソフトウェア
IT-006：走査型電子顕微鏡
IT-012：リアクテブイオンエッチング装置
IT-024：触針式段差計
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
近年、色素増感太陽電池の効率向上のために金属ナノロッドによるプラズモン共鳴が応用されている。本実験では金でできたナノロッドを等間隔、等方向に大面積で配列させることを目的に、金基板上にコートされたPMMA層にナノロッドより一回り大きい穴を開け、電気泳動法を用いてナノロッドの配列を試みた。また完全な配列を目指し各種条件出しを行った。
実験 / Experimental
金基板上にPMMA膜を約50 nmの厚さになるように調整し成膜する。電子ビーム露光装置を用いて金ナノロッド一つ分より一回り大きい40nm×100nm程度の穴(c.f. 金ナノロッド : 直径 25nm、長さ 70nm)を2mm×2mmの領域に1μm間隔(約400万個)で空ける。条件は、CAD寸法35nm×110nm、Dose量300μC/cm^2、現像時間80sec（MIBK）である。金ナノロッドは11-mercaptoundecanoic acidで修飾されており、電気泳動法を用いて各穴にナノロッドを配列、金基板と結合させる。
結果と考察 / Results and Discussion
課題番号22IT0014に続いて引き続き実験を行った。22IT0014において現像時間を80secに延長した露光済み金基板を用い、金基板を陽極、ITO基板を陰極として基板間距離3mm、印加電圧5V、5秒の条件で電気泳動を行った。またここで参考文献の画像を参考に配線と電解質溶液が直接接触することを避けるために、ビニールテープとシリコングリスを用いて接触の解消を試みた。結果の暗視野観察像がFig.1である。画像下半分が露光処理されている部分である。明るい部分と暗い部分が顕著に現れており、明るい部分には金ナノロッドが配列していると考えられる。しかし、完全な配列を得ることはできなかった。今後電気泳動の条件出しや配線の本数や接続法について検討し、完全な配列を目指していく。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 AFM image of patterning on Au substrate
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
・参考文献 : Heyou Zhang, Jasper Cadusch, Calum Kinnear,
Timothy James, Ann Roberts, and Paul Mulvaney, “Direct Assembly of Large Area
Nanoparticle Arrays” ACS Nano 2018, 12, 7529-7537
・宮本恭幸先生、梅本先生(東京工業大学)に感謝します。
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.
- 2022学位論文, 2022年光化学討論会 ポスター発表
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