【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.03】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24UT1045
利用課題名 / Title
トップダウン加工によるナノ流体デバイスの開発
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）-
【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
マイクロ流体、単一分子分析,MEMS/NEMSデバイス/ MEMS/NEMS device,スパッタリング/ Sputtering,膜加工・エッチング/ Film processing/etching
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)
嘉副 裕
所属名 / Affiliation
慶應義塾大学理工学部
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
杉田昌平,山野紘一郎,渡部勇暉,大庭将也,津田水登,冨上清加,野口翔,櫻井悠貴,柴原百季,松崎亮
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-701：川崎ブランチスパッタリング装置
UT-603：汎用高品位ICPエッチング装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
様々な機能を微小空間に集積化するマイクロ流体工学が進展し、近年は100 nmのナノ空間へと展開している。極小空間で試料を微量化して、支配的な表面効果を利用することで、可算個分子レベルの化学操作が実現し、単一分子分析などの極限分析への応用展開が期待される。本研究では、東京大学武田先端知スーパークリーンルーム及びナノ・マイクロ産学官共同研究施設NANOBICの設備を利用して、超微量の流体操作が可能なナノ流体デバイスを作製した。
実験 / Experimental
ガラス基板に電子線レジストZEP520A（日本ゼオン）をスピンコートして、電子線描画装置によりナノ流路パターンを描画した。現像によりレジストを除去した後、ドライエッチングによりナノ流路を加工した。更にフォトリソグラフィとドライエッチングによりマイクロ流路を加工した後、マイクロドリルによりガラス基板に導入孔を加工し、もう1枚の基板と接合してデバイスを作製した。
結果と考察 / Results and Discussion
作製したナノ流体デバイスとナノ流路の一例を図1に示す。幅・深さ900 nmのナノ流路の間に幅160 mm・深さ60 nmの4段構造を有するチャンバーを設けることで、ガラスの微小変形に伴いナノ流路を開閉する超微小バルブの加工に成功した。今後はこのバルブを複数集積化することで、体積fLの試料インジェクション等の複雑な流体操作を実現し、ナノ流路クロマトグラフィーによる超微量分析等に展開する。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 ナノ流体デバイスとナノ流路開閉バルブ
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.
- Shohei Sugita, Mizuho Koyama, Xin Jiang, Yutaka Kazoe, "Development of a hydraulic actuator for integration of nanochannel open/close valves utilizing elastic glass deformation," The 28th International Conference on Minituarized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2024), Montreal, Canada, 2024/10/13-10/17.
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