【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.04.22】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23NM0043

利用課題名 / Title

窒化チタンナノリングの作製

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

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）-

【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）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials

キーワード / Keywords

光学材料・素子, フォトニクス・プラズモニクス, 微粒子, 走査型電子顕微鏡, スパッタリング（スパッタ）, 電子線描画（EB）,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,フォトニクス/ Photonics,表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control,ナノ粒子/ Nanoparticles,ナノワイヤー・ナノファイバー/ Nanowire/nanofiber

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)

瀬戸浦 健仁

所属名 / Affiliation

神戸市立工業高等専門学校　機械工学科

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

渡辺 英一郎

利用形態 / Support Type

（主 / Main）技術補助/Technical Assistance（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

NM-605：水蒸気プラズマ洗浄装置 [AQ-500 #1]
NM-634：赤外線ランプ加熱装置 [RTP-6 #3]
NM-614：CCP-RIE装置 [RIE-200NL]
NM-615：ICP-RIE装置 [RIE-101iPH]
NM-601：電子ビーム描画装置 [ELS-F125]

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

　申請者は、金属ナノ粒子への光照射によって、ナノメートル領域の発熱を制御する手法を開発している。金属ナノ粒子は「局在表面プラズモン共鳴」という光アンテナ効果を有するため、ナノ粒子のサイズおよび形状、そして材料によって、光を吸収する波長帯や空間的な発熱パターンを自在に制御することができる。申請者は光学的および熱的に優れた物性を示すことが見込まれる窒化チタンのプラズモニックなナノ構造を、主に電子線リソグラフィーによって作製することを目的として、NIMSの微細加工装置をARIMによって利用した。

実験 / Experimental

　ナノ粒子の形状としては、リング状（ドーナツ状）、ロッド状（棒状）、および卍型など、目的とする空間的な発熱パターンに応じて形状を変数とした。なお、微細加工を施す試料はサファイア基板状に成膜された厚さ50 nmの窒化チタン薄膜であり、上記のナノリング・ナノロッド・ナノ卍型などは、平面的な二次元構造を想定している。NIMSでの実験では、窒化チタン薄膜に電子線レジストを塗布し、電子ビーム描画装置によって所望のパターンを描画し現像した後、各種ドライエッチングおよび水蒸気プラズマ洗浄によってレジスト等を除去してナノ構造を作製した。

結果と考察 / Results and Discussion

　Fig. 1に、完成した長さ約 900 nmの窒化チタンナノロッドの電子顕微鏡画像を示す。この画像は、試料をプラチナスパッタリングした後に走査型電子顕微鏡によって撮影した。電子顕微鏡観察は、兵庫県立工業技術センターにて実施した。Fig. 1に示されているように、設計通りのロッド形状の窒化チタンナノ構造を作製することに成功した。今後はこの構造を試料として用いて、光学顕微鏡を用いてレーザー照射実験を行い、ナノメートル空間の発熱制御の実証実験を行う予定である。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig. 1 SEM image of a titanium nitride nanorod.

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