【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.13】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23NM5310
利用課題名 / Title
ナノフォトニクス構造の作製と評価
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,電子線リソグラフィ/ EB lithography,フォトニクス/ Photonics,量子効果/ Quantum effect
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)
岩長 祐伸
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
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）,技術補助/Technical Assistance
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
NM-635：電子ビーム描画装置 [ELS-BODEN100]
NM-616：シリコンDRIE装置 [ASE-SRE]
NM-649：FE-SEM+EDX [SU8230]
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
ナノフォトニクス構造の作製を目的として極微細加工の実施と作製したナノフォトニック構造の評価を実施した。
実験 / Experimental
シリコン製ウェーハをダイシングした後、電子線描画により設計したナノ構造パターンを描画し、ナノレジストパターンをマスクとしてドライエッチングを行い、ナノ構造を作製した。ナノ構造の評価は走査型電子顕微鏡による観察を通じて行った。
結果と考察 / Results and Discussion
発光材料の発光強度増強に特に優れたメタ表面として、これまでにプラズモン・フォトンハイブリッド型メタ表面とシリコンナノ円柱周期列メタ表面の２種類を見出してきた。今回はシリコンナノ円柱周期列からなる全誘電体メタ表面の結果について述べる。図に示すように単原子層の遷移金属ダイカルコゲナイトをメタ表面上に大面積（~cm2）に転写し、発光強度増強効果を観測した。メタ表面外と比べて、約300倍の発光強度増強を得た。また、共焦点蛍光像を得て解析した結果、コヒーレント単一モード発光状態を形成していることを明らかにした。この結果に関する論文発表を行った［M. Iwanaga et al., Nanophotonics 13, 95-105 (2023)］
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
ナノフォトニクス融合構造．原子層材料である遷移金属ダイカルコゲナイト単原子層膜をシリコンナノ円柱周期列からなるメタ表面上に転写した観察結果（電子顕微鏡像）．見やすさのため、単原子層が破れている箇所（中央下左側．他１か所）を含めた像を示している．
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)
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Masanobu Iwanaga, Prominently enhanced luminescence from a continuous monolayer of transition metal dichalcogenide on all-dielectric metasurfaces, Nanophotonics, 13, 95-105(2023).
DOI: 10.1515/nanoph-2023-0672
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 岩長 祐伸, 楊 旭, カラニコラス バシリウス, 黒田 隆, 佐久間 芳樹, 「プラズモン・フォトンハイブリッドメタ表面による原子層発光増強」応用物理学会秋季学術講演会（熊本）2023年9月.
- 岩長 祐伸, 楊 旭, カラニコラス バシリウス, 黒田 隆, 佐久間 芳樹, 「全誘電体メタ表面上の遷移金属ダイカルコゲナイト単原子層における量子コヒーレント状態の可視化」応用物理学会春季学術講演会（東京）2024年3月.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：1件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：1件