【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
23NM5157
利用課題名 / Title
熱放射制御構造の開発
利用した実施機関 / Support Institute
物質・材料研究機構 / NIMS
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）計測・分析/Advanced Characterization
【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
電子顕微鏡/ Electronic microscope,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,フォトニクス/ Photonics
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)
石井 智
所属名 / Affiliation
物質・材料研究機構
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
細川竜冴
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
池田 直樹
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
NM-648：FE-SEM+EDX [SU8000]
NM-635：電子ビーム描画装置 [ELS-BODEN100]
NM-642：電子銃型蒸着装置 [MB-501010]
NM-643：電子銃型蒸着装置 [UEP-3000BS]
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
周期的で大きさのそろったシリコンピラミッドを作製し、ミクロンスケールの構造が熱放射の取出し効率向上に寄与するかを実験と数値計算から検証することを目的とした。支援機関の施設ではマスクとして用いた金属膜の成膜、同じくマスクとして用いたポリマーのスピンコート、エッチング後の試料観察を行った。
実験 / Experimental
金属をマスクとした場合、シリコン基板にクロム膜膜を蒸着し、レーザー描画装置とエッチングによりパターンを形成した。その後、シリコン基板をアルカリ溶液中に入れ、シリコンの結晶面に依存した異方性エッチングを行うことによりピラミッド構造を作製した。
結果と考察 / Results and Discussion
クロム薄膜をマスクとして用いると歩留まりが低いため、2023年度後半からマスクをSU-8に変更し、水酸化ナトリウム中でのエッチング条件を最適化している途中である。試料の形状はSEMで観察し、約1cm角の均一な試料が出来たら、熱放射特性をペルチェ素子と熱流計を用いた独自の測定計で評価する。伝熱方程式に基づく有限要素法の計算では、ピラミッド構造があることにより熱放射取出し効率が50%向上することが見込まれる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
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.
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