【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.04.15】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23KT1325
利用課題名 / Title
周期構造による波長放出に関する研究
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学 / Kyoto 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）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）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
キーワード / Keywords
表面処理,熱インプリント,スパッタリング/ Sputtering,膜加工・エッチング/ Film processing/etching,光リソグラフィ/ Photolithgraphy,フォトニクス/ Photonics,3D積層技術/ 3D lamination technology
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)
植松 裕之
所属名 / Affiliation
星和電機株式会社
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
藤原公美子
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
岸村眞治,江崎裕子,諫早伸明
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
KT-103：レーザー直接描画装置
KT-234：深堀りドライエッチング装置（１）
KT-240：熱インプリント装置
KT-202：多元スパッタ装置（仕様Ｂ）
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
今後益々進んでいくIoT化に対応するためには、更なる高機能化を実現する新技術が必須である。本研究では、部材に周期構造を持たせることで、特定の波長が放出されるような制御部材を、柔らかい基材に付与することを目指した。光波長を制御するためのnmオーダー付近の微細加工、柔らかい基材に付与するための特殊な加工装置が必要であった。京都大学ナノテクノロジーハブ拠点の加工設備を利用して達成した。
実験 / Experimental
[利用した主な機器]：KT-234：深堀りドライエッチング装置、KT-240：熱インプリント装置など
※ステッパー露光(熱インプリント用の金型作成)が故障したため、京大ナノハブ拠点の支援スタッフからつくば産技研様へご手配頂いた
[実験方法]
■加工 （京都大学ナノテクノロジーハブ拠点）
パターン間の距離が狭いためステッパー露光機を用いてパターンを描画し、深掘りドライエッチング装置（KT-234）を用いてSiにパターン(周期構造)加工を行い熱インプリント用の金型を作成した。熱インプリント装置（KT-240）にて、柔らかい基材(樹脂フィルム)に周期構造を転写した。
■表面微細パターン観察
熱インプリント後の樹脂フィルム表面の微細加工の状態について、「設計通りの周期構造が転写できているか」「欠陥などがあるかどうか(加工課題の把握)」を光学顕微鏡にて確認した。
結果と考察 / Results and Discussion
顕微鏡観察結果から、樹脂フィルム表面に微細パターンを転写できたことが確認できた(Fig.1,2)。熱インプリントの温度や圧力が低い条件では、金型がうまく基材に食い込まず微細パターンを転写できなかったが(Fig.1)、実験を重ねるうち、基材のガラス転移点などを参考に温度を調整すること設計通りの周期構造が転写できることが分かった(Fig.2)。圧力が不均一であったり不足すると、部分的に転写に欠陥が生じることが分かった(Fig.3)。これは転写時における環境圧力の均一化に注力することで解決することが分かった。
今回の実験を通して、熱インプリント装置を活用することで、柔らかい基材に周期構造を持たせる上での基礎となる知見が得られた。今後は、他の微細加工パターンなどについても自在に転写するための知見獲得を目指していきたい。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig.1 熱インプリント結果1_転写後パターンなし
Fig.2 熱インプリント結果2_転写成功
Fig.3 熱インプリント結果3_転写欠陥例（左下側参照）
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：1件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件