【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.07】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23UT1207
利用課題名 / Title
光学擾乱を用いたナノイメージングに関する研究
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）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）次世代バイオマテリアル/Next-generation biomaterials
キーワード / Keywords
表面改質、アニール、生物援用表面創生法,スパッタリング/ Sputtering,電子顕微鏡/ Electronic microscope,電子分光/ Electron spectroscopy,センサ/ Sensor,フォトニクスデバイス/ Nanophotonics device,光デバイス/ Optical Device,細胞・組織再生誘導材料/ Materials for inducing cell and tissue regeneration
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)
道畑 正岐
所属名 / Affiliation
東京大学大学院工学系研究科精密工学専攻
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
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-805：プラズマ表面改質装置
UT-802：高速ランプアニール装置
UT-704：高密度汎用スパッタリング装置
UT-858：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)
本研究では、光学擾乱を用いて散乱した光を照明光として用い、その照明によって得られるサンプルからの光学応答を取得し、解析することで、従来のレイリー限界を突破する超解像顕微法の開発を目的としている。そのため擾乱を形成するための試料の作製を行なった。
実験 / Experimental
まずは、金属によるプラズモンを利用するためスパッタリングおよびアニーリング装置を用い作製した。Sputter SHIBAURA CFS-4ESを用いて、さまざまな膜厚のSiNの成膜を行った。加工条件は、0.8 Pa, Ar : O2 = 25 sccm : 5 sccm, RF power 200 W, 15 minである。成膜した膜厚は、2000 nm x 2、1000 nm x 3、270 nm x 1、200 nm x 2、100 nm x 2である（図1）。形成した膜の膜厚をStylus Profiler BRUKER DektakXTを用いて計測した。その結果の例を示す（図２）。270 nmのSiCメンブレン上のSiNの約100 nmの膜が確認できた。次に形成した膜をアニールし、ZnO膜をZn2SiO4に加工した。Lamp Annealerでアニールを行った。加工条件は、1000 ℃、60分アニール。加熱と冷却率は50℃/分に設定した（図3）。アニール後、膜をEDSで成分分析した。その結果、図４に示すように、ZnOスパッタリングの膜部分にZnとO元素を確認した。
結果と考察 / Results and Discussion
まずプラスモンに関しては、ナノ薄膜を形成可能であり、十分なサンプルを形成可能であったため、今後本サンプルを用いた照明光の形成に取り組んでいる。また、生物援用表面創生法についても、プラズマによって浸水性を高めることで、3次元に自律形成的に表面構造の形成が認められたため、本技術をより高度化し、より自由に表面形状を形成可能な方法論の確立を目指す。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図 1 SiNメンブレン上ZnOの成膜
図 2 SiCメンブレン上約100 nmの膜の膜厚を触針段差計で測定した
図 3 メンブレンのアニール：1000 ℃、60分アニール。加熱と冷却率は50℃/分に設定した。
図 4 EDS分析結果：ZnOスパッタリングの膜部分にZnとO元素を確認した。アニール後スペクトルの変化を観測した。
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