【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.28】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24UT1022
利用課題名 / Title
単一の窒化シリコンメタサーフェスによるフルカラー3Dホログラム
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
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）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）-
キーワード / Keywords
メタサーフェス、ホログラム、フルカラー、メタアトム,リソグラフィ/ Lithography,電子線リソグラフィ/ EB lithography,膜加工・エッチング/ Film processing/etching,電子顕微鏡/ Electronic microscope,光学顕微鏡/ Optical microscope,エリプソメトリ/ Ellipsometry,光デバイス/ Optical Device
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)
岩見 健太郎
所属名 / Affiliation
東京農工大学工学部機械システム工学科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
大森 哲人,別府 純平
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-503：超高速大面積電子線描画装置
UT-603：汎用高品位ICPエッチング装置
UT-850：形状・膜厚・電気特性評価装置群
UT-855：高精細電子顕微鏡
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
本研究目的は、単一の窒化シリコンメタサーフェスホログラムによるフルカラー3Dホログラムを製作することである。フルカラー化には、1枚のホログラムがRGBの3波長を制御する必要がある。本研究では、RGB各波長の所望の位相遅延量を同時に再現する十字型メタアトムを配列させることでメタサーフェスホログラムを製作する。そのメタサーフェスホログラムを製作するためにARIMの装置を利用した。
実験 / Experimental
表面に窒化シリコンを製膜したガラス基板に対して、ポジ型レジストであるZEP-520A-7をスピンコートした後、F7000S-VD02を利用してホログラムパターンを描画した。そして現像とリフトオフを行った後、NE-550を利用してエッチングを行った。最後にRegulus 8230を利用してメタサーフェスホログラムの観察を行った。また、TohoSpecを利用して残った窒化シリコンの膜厚を測定した。
結果と考察 / Results and Discussion
Regulus 8230によって撮影した製作したメタサーフェスホログラムを図1に示す。メタアトムの根本部分が削れ過ぎてはいるが、倒壊は少ないためメタサーフェスホログラムの製作に成功した。このメタサーフェスホログラムに対してRGB各波長のLED光を入射し、空間多重して得られたフルカラー3D再生像を図2に示す。ターゲット像に近い再生像が得られたため、本研究目的は達成できた。今後は、運動視差を拡大するために、各波長の再生像をホログラム近傍で重複させずに結像させることを目的とし、設計および光波の伝搬計算手法を改善する。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 メタサーフェスホログラムのSEM観察
図2 空間多重によるフルカラー再生像
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.
- Tetsuhito Omori, Junpei Beppu, Masakazu Yamaguchi, Tamaki Onozawa, Kentaro Iwami, "Wavelength-multiplexed full color 3D metasurface hologram made of silicon nitride", The 85th JSAP Autumn Meeting 2024 Optica Joint Symposia (Nigata), 2024/9/16
- Tetsuhito Omori, Junpei Beppu, Masakazu Yamaguchi, Tamaki Onozawa, Kentaro Iwami,"Wavelength-multiplexed multi-color 3D silicon nitride metasurface hologram utilizing prism phases", IWH2024 (Honolulu), 2024/12/12
- 大森 哲人，別府純平，山口眞和，小野澤たまき，岩見 健太郎，"共役像回避のためのプリズム位相を活用した窒化シリコン製マルチカラー3Dメタサーフェスホログラム"，第72回応用物理学会春季学術講演会 (千葉)，2025年3月15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