【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.21】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23UT1095
利用課題名 / Title
電気化学反応計測に向けたナノ構造電極の作製
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
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）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
フォトニクス・プラズモニクス/ Photonics and Plasmonic,電子線描画（EB）/ Electron beam lithography,スッパタリング（スパッタ）/ Sputtering,プラズマエッチング/ Plasma etching、赤外分光計測,センサ/ Sensor,スパッタリング/ Sputtering,電子線リソグラフィ/ EB lithography,膜加工・エッチング/ Film processing/etching
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)
芦原 聡
所属名 / Affiliation
東京大学生産技術研究所基礎系部門
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
万秋明,森近一貴
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-500：高速大面積電子線描画装置
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-711：LL式高密度汎用スパッタリング装置(2019)
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
電気化学反応プロセスの高感度な赤外分光計測を実現するべく、赤外域で表面プラズモン共鳴を示す金属ナノ構造電極の作製に取り組んでいる。今回、そのような構造としてナノスリット構造に着目し、電子線リソグラフィーおよびエッチングプロセスによる作製を試みた。
実験 / Experimental
東京大学武田先端知スーパークリーンルームの共用設備を用いて構造作製を行った。フッ化カルシウム基板上にスパッタした厚さ100nmのAu薄膜上にレジスト（ZEP520A）をスピンコートし、電子線描画によるパターニングを行った。その後、Arイオンエッチングを行うことで金ナノスリットの周期配列構造を作製した。走査型電子顕微鏡およびフーリエ変換型赤外分光により、作製したナノ構造のプラズモン共鳴特性を評価した。
結果と考察 / Results and Discussion
作製した金ナノスリット配列構造の電子顕微鏡画像を図1に示す。設計値とおおよそ一致していることが確認された。図2は作製した金ナノスリット基板の反射スペクトルを示しており、波数2550cm-1付近にプラズモン共鳴に起因するブロードなスペクトルディップが観測された。今後は、作製した基板を作用電極とした電気化学セルを構築し、反応プロセスの高感度計測を目指す。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 SEM image of the Au nanoslit array.
Fig. 2 The reflectance of Au nanoslit array measured by FTIR.
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.
- 万秋明，森近一貴，伊知地直樹，芦原聡，"Resonant surface-enhanced infrared absorption spectroscopy utilizing gold nanoslit array stuructures," 第84回応用物理学会秋季学術講演会（熊本），令和5年9月22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