【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.26】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24OS1017
利用課題名 / Title
電子線リソグラフィーを利用した配向ナノワイヤターゲットの作製
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）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials
キーワード / Keywords
蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,スパッタリング/ Sputtering,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, 放射光/ Synchrotron radiation,フォトニクス/ Photonics,表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control,ナノワイヤー・ナノファイバー/ Nanowire/nanofiber
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)
羽原 英明
所属名 / Affiliation
大阪大学大学院工学研究科 電気電子情報通信工学専攻
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
武田尚太,宮崎大地,山中敬太
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）,技術代行/Technology Substitution
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
OS-117：EB蒸着装置
OS-104：自動搬送電子ビーム描画装置
OS-111：リアクティブイオンエッチング装置
OS-113：多元DC/RFスパッタ装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
ナノワイヤ構造に集光強度1018W/cm2以上の高強度レーザーを照射すると、構造のない物質と比較して高強度レーザーの吸収率が増加し、高効率にX線や高速粒子線を得ることができる。特に高輝度なガンマ線は、基礎研究や応用の点で非常に期待されているが、これまで高輝度のガンマ線源は存在しなかった。我々は計算機シミュレーションにより、金ナノワイヤを用いると、X線自由電子レーザーに匹敵するような高輝度なガンマ線、X線を生成できる可能性があることが分かった。そこで本研究は、金でナノワイヤを作成するための土台となるシリコン上での構造の作成と、ドライエッチングを利用したナノワイヤアレイの作成を試みた。
実験 / Experimental
レジストを塗布したSi基板に、電子ビームリソグラフィー装置を使用してビームを照射した。ビーム照射後の基板上に、RFスパッタ装置でCrを製膜した。さらに、ドライエッチングを用いてナノワイヤアレイを作製した。
結果と考察 / Results and Discussion
サンプルの画像をFig.１に示す。リソグラフィーを用いて5 mm×5 mmの領域に600nmごとに円柱状のリソグラフィを正確な周期で行うことができた。さらに、ドライエッチング法を用いてナノワイヤアレイを作製することができた。
今後は金をメッキするために最適な照射部分の広さ、間隔を検証していく必要がある。また、描画時間の短縮を実現しより高効率な作成も進めていく必要がある。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
間隔600 nm, 直径2 umのナノワイヤアレイの基礎部分図
電子線リソグラフィ法とドライエッチングによって作製された直径0.8 µm, 間隔1.2 µmのシリコンナノワイヤアレイの電子顕微鏡写真
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
なし
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.
- 宮崎大地、高強度レーザーを用いた表面プラズモンによる電場増強のための回折格子構造の最適化、レーザー学会学術講演会第45回年次大会、P01-22p-P-13、2025/1/22、広島国際会議場
- 武田尚大、高強度レーザーと金メッキナノワイヤアレイの相互作用による高輝度ガンマ線生成、レーザー学会学術講演会第45回年次大会、P01-23p-P-08、2025/1/23、広島国際会議場
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