【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.05】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24UT1126
利用課題名 / Title
SVC光学測定用素子の作製
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
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）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
リソグラフィ, 形状・形態観察, 成膜, 表面処理, 振動強結合, Strong Vibrational Coupling (SVC),蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,スパッタリング/ Sputtering,電子線リソグラフィ/ EB lithography,膜加工・エッチング/ Film processing/etching,ダイシング/ Dicing,電子顕微鏡/ Electronic microscope,走査プローブ顕微鏡/ Scanning probe microscope,フォトニクスデバイス/ Nanophotonics 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)
合田 圭介
所属名 / Affiliation
東京大学理学系研究科化学専攻
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
関根 悠介,Dong Jun-yu,北濱 康孝
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
藤原 誠,水島 彩子
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-711：LL式高密度汎用スパッタリング装置 (2018)
UT-855：高精細電子顕微鏡
UT-600：汎用ICPエッチング装置
UT-900：ステルスダイサー
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
分子の振動準位と空間に閉じ込められ増強された光との相互作用である振動強結合（SVC）を観測するための素子を開発するために、東京大学の設備を利用して金層の周期的な格子構造を作製した。格子構造の作製には超高速大面積電子線描画装置を使用し、形状観察には原子間力顕微鏡（AFM）や走査型電子顕微鏡（SEM）を使用した。その結果、金層の表面の構造がAFMにおいて観測され、SEMにおいて垂直に削り取った構造による強い反射が観測された。
実験 / Experimental
Fig. 1 に製造過程を示す。まず、川崎ブランチスパッタリング装置(CFS-4EP-LL 2018)を用いてシリコン基板上に金層を成膜し、その上にCAN038レジストを塗布した。その後、超高速大面積電子線描画装置(F7000S-VD02)を用いて凸凹の周期的な構造を描画し、現像した。その後、汎用ICPエッチング装置(CE-300I)を用いてアルゴンで現像後のマスクが金層に載っている構造を上から削り取り、原子間力顕微鏡(Dimension Icon)と高精細電子顕微鏡(Regulus 8230)を用いて形状を観察した。
結果と考察 / Results and Discussion
Fig. 2に製造した格子構造のAFMおよびSEM画像を示す。Fig. 2(a)のAFM画像では、金層の格子構造が観察された。格子のサイズを示すパラメータは図に示されている。Fig. 2(b)ではSEM画像では、格子構造に特有の強い反射が白い線として観察されている。これは、格子構造が垂直にできていることに起因する線であると考えられる。しかし、それぞれの白線の外側に、グレーのラインが並列して見られており、これは格子構造にある程度の広がりがあるためと考えられる。したがって、SEM画像から、格子が垂直に作られている部分とそうでない部分の両方があることが分かる。これはAFM画像からでは観察できないことであり、これら二つの観測方法を組み合わせてはじめて格子構造の詳細を評価することができた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 Schematic of the fabrication process.
Fig. 2 Gold lattice. (a) AFM image of the gold lattice. (b) SEM image of the gold lattice.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
[謝辞] 当研究は以下の助成金も受けて行われた。MEXT Quantum Leap Flagship Program (JPMXS0120330644)
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.
- 関根 悠介, 董 俊余, 北濱 康孝, 肖 廷輝, 合田 圭介 “オンチップマイクロ共振器による分子振動の制御” 第72回応用物理学会春季学術講演会（東京理科大学野田キャンパス）令和7年3月
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