【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.04.04】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23GA0002
利用課題名 / Title
プラズモン励起を利用し機能性を向上させた光素子の開拓
利用した実施機関 / Support Institute
香川大学 / Kagawa Univ.
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）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
キーワード / Keywords
センサ/ Sensor,フォトニクスデバイス/ Nanophotonics device,光デバイス/ Optical Device,リソグラフィ/ Lithography,光リソグラフィ/ Photolithgraphy,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)
原口 雅宣
所属名 / Affiliation
徳島大学ポストLEDフォトニクス研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
永山寛太,政森柊一郎
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
GA-001：電子線描画装置
GA-002：マスクレス露光装置
GA-003：スピンコータ－
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
プラズモン励起を利用して高効率なTHz波発生を実現する光導電性アンテナの試作検討や、THz波制御のためのプラズモン導波型光変調器の実現に向けて，励起光に対してプラズモン増強効果のある構造を組み込んだTHz発生用の光伝導アンテナ構造の作製を行った。この基本構造となるボウタイ型アンテナ作製とプラズモン共鳴構造を有するボウタイ型アンテナ作製に向けて、香川大学のマスクレス露光装置と電子線描画装置を利用してレジストパターンの作成を行った。
実験 / Experimental
香川大学の設備を利用し半絶縁性GaAs基板上にポジ型レジストofpr800lbを成膜し、マスクレス露光装置でボウタイ型のレジストパターン形成を行った。徳島大学で金属ボウタイ構造を作製する際，作製成功率が高くなかった。そこで，レジストをLTOR-P003へ変更し，露光最適条件を求めレジストパターン形成を行った。プラズモン共鳴構造を有するアンテナ作製に向けて，マスクレス露光装置で作製した構造に，電子線描画装置を用いて重ね合わせ露光を行うための基本手順の確認を行った．
結果と考察 / Results and Discussion
ポジ型レジストofpr800lbを用いた場合，金属膜厚が100nm程度以上と厚めのためかリフトオフがうまくいかず，金属ボウタイ作製の成功率が10％を切っていた。レジストをLTOR-P003へ変更した後は，成功率が70％を超えるようになった。現像後のレジストの断面形状の違いがその差の原因であると考えている。重ね合わせ露光の基本手順の確認については，重ね合わせの目印となるマークを工夫することで位置ずれを100nm以下とすることができ，最適設計に基づいた構造作製の目処がたった．
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.
- 原口雅宣，永山寛太，岡本 敏弘，山口 堅三， 桑島 史欣，谷 正彦，”THz波発生効率向上のための光伝導アンテナ用プラズモン構造” レーザー学会第44回年次大会（東京），令和６年１月１８日
- 永山寛太，桑島 史欣，谷 正彦，守安毅，岡本 敏弘，山口 堅三，直井美貴，高島祐介，原口雅宣，”金属ナノ周期構造を搭載した光伝導アンテナの設計及び作製” 次世代光フォーラム 2024 in 徳島（徳島），令和６年１月２０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