【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.22】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24UT1177

利用課題名 / Title

人工ナノ構造を用いた大面積集光素子の作製

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

メタサーフェス、メタレンズ,光デバイス/ Optical Device,電子線リソグラフィ/ EB lithography,電子顕微鏡/ Electronic microscope,リソグラフィ/ Lithography,メタマテリアル/ Metamaterial,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)

小西 邦昭

所属名 / Affiliation

東京大学理学系研究科

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

本橋　和也

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-509：枚葉式自動リフトオフ装置
UT-608：汎用NLDエッチング装置
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

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

近年、サブミクロンの誘電体ナノ構造を用いて、レンズのような光学素子の機能を実現するメタサーフェス、メタレンズが、新たな光波制御技術として注目されている[1]。本研究では、大口径誘電体メタレンズを自作するための要素技術開発として、 Crマスクの作製を行った。

実験 / Experimental

合成石英基板上に誘電体膜をLL式高密度汎用スパッタリング装置にて作製し、高速 大面積電子線描画装置を用いて、目的とする微細構造の形状を描画する。現像後、穴の開いたレジストにイオンシャワーでCrを成膜し、リフトオフ装置でCrマスクに反転する。作製した構造は、高精細電子顕微鏡を用いて観察する。

結果と考察 / Results and Discussion

レジスト塗布に標準とされるレシピ4000rpmでは、Fig1(a)に示すように、リフトオフ後に剥がれ残りが発生した。誘電体の深堀のために200nmと厚いCrマスクが必要であることから、4000rpmにおけるレジスト厚340nmでは穴の深さが不足したためと考えられる。 レジストの塗布条件を3000rpmとして厚み400nmへ変更したところ、Fig1(b)の通りにCrマスク作製に成功した。今後は深堀エッチングを行い、メタレンズの作製を進めていく予定である。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig.1 (a) Crのリフトオフの失敗例

Fig.1(b) Crのフトオフの成功例

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

参考文献[1]: M. Khorasaninejad and F. Cappaso, Science 358, 6367 (2017)

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：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件