【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.09】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23UT1086

利用課題名 / Title

磁性／貴金属積層構造の微細加工

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）計測・分析/Advanced Characterization

【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

電子線リソグラフィ/ EB lithography,膜加工・エッチング/ Film processing/etching,電子顕微鏡/ Electronic microscope,光導波路/ Optical waveguide,センサ/ Sensor,フォトニクスデバイス/ Nanophotonics device,光デバイス/ Optical Device,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)

安川 雪子

所属名 / Affiliation

千葉工業大学　工学部　電気電子工学科

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

劉　家祥,北井　朝陽

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

落合　幸徳,藤原　誠

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-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)

ナノフォトニクスと磁性材料を組み合わせた「磁気ナノフォトニクス」の作製を目的として、東京大学の設備を利用して磁性層/誘電シード層/誘電層／金属反射層から構成される積層構造材料のナノ微細加工を実施した。作製した構造はSEMで観察を行った。

実験 / Experimental

積層構造試料に表面処理剤（HDMS）およびレジスト(ZEP520A-7)を塗布し、高速大面積電子線描画装置(F7000S)で直描露光を行った。なおこの時の電子ビームの形状は第３世代のCharacter Projection（CP）を用いた。現像して露光部のレジストを溶解した後、CHF₃ガスを用いた反応性イオンエッチング（CE-300I ICP-RIE）でエッチングを行った。最後にアッシングと剥離液でレジストを剥離した。得られた磁気ナノフォトニクス構造をSEM(Regulus 8230)で観察した。

結果と考察 / Results and Discussion

Fig.1に本研究で目的とする磁気ナノフォトニクス構造の模式図を示す。Fig.2は実際に作製した磁気ナノフォトニクスのSEM像である。観察された微粒子は、最下層の金属反射層が微粒子化してしまったものであると考えられる。設計どおりの構造を得ることはできなかった。本研究では単層ごとのエッチングレートを詳細に出してから積層構造試料をエッチングした。今後は積層構造でエッチングレートを求める方針である。また金属反射層には微粒子化しにくい貴金属薄膜を用いて課題を克服することとなった。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig. 1 Schematic structures 

Fig. 2 SEM photograph of resultant structure

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

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.

1. 北井朝陽, "CoPt薄膜を用いた 磁気ナノフォトニクス構造の 作製とその磁気光学効果", 電気学会東京支部主催 第13回学生研究発表会, 2023年8月25日
2. 劉 家祥, 山根 治起, 安川 雪子, "磁性積層膜で構成されたナノキャビティにおける磁気光学効果の増大", 2024年第71回応用物理学会 春季学術講演会, 2024年3月24日

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