【公開日：2025.06.09】【最終更新日：2025.06.09】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23OS1012
利用課題名 / Title
近赤外吸収増強メタマテリアルのパターニング
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
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）-
【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）-
キーワード / Keywords
蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,電子線リソグラフィ/ EB lithography,光リソグラフィ/ Photolithgraphy,異種材料接着・接合技術/ Dissimilar material adhesion/bonding 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)
中田 陽介
所属名 / Affiliation
大阪大学大学院基礎工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
川端 竜司
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
近田 和美,山田 里絵,佐久間 美智子
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術相談/Technical Consultation
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
OS-103：超高精細電子ビームリソグラフィー装置
OS-104：自動搬送電子ビーム描画装置
OS-106：LED描画システム
OS-117：EB蒸着装置
OS-126：接触式膜厚測定器
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、シリコン基板上にAuパッチを周期的に配置することで、高効率な光吸収を可能にするメタマテリアルを実現する。前年度の研究では、電子線描画プロセスの最適化が不十分であり、レジストがリフトオフできない問題があった。この問題を解決するために、電子線ドーズ量の最適化を調べて金属のパターニングを行った。
実験 / Experimental
ノンドープシリコン基板(15×15 mm, 厚み：525 μm)上に電子線レジスト(ZEP520-A)をスピンコートし、電子線リソグラフィ(加速電圧：125 kV, ビーム電流：100 pA / 加速電圧：150 kV, ビーム電流：0.1～1 nA)により周期パターン(単位パッチ：420×60 nm, 個数：20×20)を描画した。次に、EB蒸着を用いて接着層として膜厚3 nmのTiを形成したのちに, Auを膜厚110〜170 nm になるように蒸着した。また、LED描画装置(フォトレジスト：AZ5206)を用いて周期構造の両隣にTi電極(100×400 μm, 膜厚：20 nm)を作製した。
結果と考察 / Results and Discussion
作製した金属周期構造のSEM観察像を図1に示す。リフトオフによって所望の周期構造を作製することができた。また、周期構造の両側にチタン電極を配置したサンプルの顕微鏡観察像を図2に示す。重ね合わせ描画において大きなずれは確認されなかった。現在はサンプルの特性評価を行っており、今後リフトオフの条件を最適化する予定である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 金ナノ周期構造
図2 ナノ構造の両側に配置したチタン電極
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
ARIM利用にあたり、様々な技術支援を頂いたスタッフの皆様に心から感謝申し上げます。
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.
- 川端竜司, 真田篤志, 中田 陽介, 「動的構造変化に向けた高応答光励起メタマテリアル」, 第85回応用物理学会秋季学術講演会, 新潟, 2024年9月19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