【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.12】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23OS0031
利用課題名 / Title
自己修復配線技術における金属ナノ粒子の3次元構造
利用した実施機関 / Support Institute
大阪大学 / Osaka 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）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（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
微粒子/ Fine particles,電子顕微鏡/ Electronic microscope,集束イオンビーム/ Focused ion beam
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)
安達 眞聡
所属名 / Affiliation
京都大学 機械理工学専攻
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
市川 聡
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
OS-005：複合ビーム３次元加工・観察装置
OS-001：3MV超高圧電子顕微鏡
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
本研究の目的は，金属ナノ粒子が分散した溶媒とその中に配置される金属配線によって構成される自己修復電気配線デバイスに関して，修復性能に影響を及ぼす金属ナノ粒子のクラスターを3次元的に観察・評価することである．このデバイスでは，配線断線時にそのすきまに形成される非一様な電界中において，溶媒中に分散された金属ナノ粒子内部に電気双極子が形成される．そして，電界の強い方向に向けて電気双極子に強い外力が働く（誘電泳動力）ことから，断線部に粒子が凝集する（クラスター化）．この電界トラップの仕組みにより金ナノ粒子が相互作用しながら断線を架橋し，配線が修復される．この萌芽的技術について，これまでの研究では，粒子クラスター形成時の光学顕微鏡によるin-situ観察や，実験後に修復済み配線のSEM観察などの，2次元的観察による粒子クラスターの評価に留まってきた．本研究では，超高圧電子顕微鏡を用いることにより3次元的に金属ナノ粒子クラスター構造の観察を行った．
実験 / Experimental
複合ビーム3次元加工・観察装置を用いて，修復後の架橋した粒子クラスターを含む部分の取り出しと，3MV超高圧電子顕微鏡で測定するための試料加工を行った．作成した試料をサンプルホルダーに取り付けて，3MV超高圧電子顕微鏡内で回転させながら試料の3次元観察を行った．
結果と考察 / Results and Discussion
図1に修復後の金属ナノ粒子クラスターのSEM観察像を示す．図2に複合ビーム3次元加工・観察装置による試料作成の様子を示す．粒子架橋構造を崩さないようにカーボンデポジッションで保護しながら，粒子架橋構造を含む配線修復部の観察用試料の作成に成功した．図3に電子顕微鏡を用いた金属ナノ粒子クラスターの観察結果を示す．得られた画像データから3次元構造データを作成し，その評価を行う予定である．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 修復後の金属ナノ粒子クラスターのSEM観察画像
図2 超高圧電子顕微鏡での観察用の試料作成の様子
図3 超高圧電子顕微鏡による金属ナノ粒子クラスターの観察画像
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
観察試料の作成と超高圧電子顕微鏡による試料観察について市川聡先生から多大なサポートを頂きました．感謝申し上げます．
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