【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.03.18】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24HK0017
利用課題名 / Title
反応物・乾燥物の赤外線吸収帯で放射するエミッタの研究開発と放射効果の実証
利用した実施機関 / Support Institute
北海道大学 / Hokkaido 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）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）-
キーワード / Keywords
ALD,ダイシング/ Dicing,表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control,電子顕微鏡/ Electronic microscope,フォトニクス/ Photonics,スパッタリング/ Sputtering
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)
戸谷 剛
所属名 / Affiliation
北海道大学 大学院工学研究院
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
小田島 聡
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
纐纈 ゆかり
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
HK-606：マスクアライナ
HK-609：ヘリコンスパッタリング装置
HK-610：コンパクトスパッタ装置
HK-611：多元スパッタ装置
HK-617：原子層堆積装置（粉末対応型）
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
反応物の波長8.000 μm(波数: 1250 cm-1 )の赤外線吸収帯に赤外線を放射するエミッタの実現を目的に，金属ー絶縁体ー金属(MIM)構造を持つ波長制御エミッタ(サイズ: 50 mm × 50 mm)の作製を行った。
実験 / Experimental
MIM構造の作製手順と利用した機関をFig. 1に示す。北海道大学のコンパクトスパッタ，もしくは多元スパッタでCrとAuをスパッタし，原子層堆積装置(ALD)でAl2O3を成膜した後，東京大学で電子線描画を行い，北海道大学で現像後，ヘリコンスパッタを用いてCrとAuを スパッタし，リフトオフすることでMIM構造を作製している。
結果と考察 / Results and Discussion
作製したMIM構造の垂直放射率をFig. 2に示す。波長制御エミッタの中心付近（Center），上端付近（Top），下端付近（Bottom），左端付近（Left），右端付近（Right）の5カ所を測定している。 作製したMIM構造の垂直放射率が，場所によらず，目標とした波長域(8.000 μm付近)で大きくなっていることが分かる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 Fabrication process of MIM structure.
Fig. 2 Normal emissivity
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
北海道大学以外に東京大学のARIM登録装置を利用しています。
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.
- Yoshitaka Tanada, Tsuyoshi Totani, Satoru Odashima, Kazumichi Kobayashi, Yoshio Kondo, "Relazation enhancement from intra- to intermolecular vibrations in water coutinuously excited by wavelength-selective infrared radiation", The Third Pacific Rim Thermal Engineering Conference (Honolulu), 2024年12月15日
- 戸谷 剛，小田島 聡, 近藤 良夫，"金属/絶縁体/金属構造を持つ波長制御エミッタの高温時の劣化と対策"，第45回日本熱物性シンポジウム（長岡），2024年10月28日
- 棚田 慶崇，戸谷 剛，小田島 聡，小林 一道，近藤 良夫，"波長を制御した赤外線で連続励起した水の分子内振動から分子間振動への緩和"，日本機械学会 熱工学コンファレンス2024（山口），2024年10月6日
- Tsuyoshi Totani, Satoru Odashima, Yoshio Kondo, "Degradation of MIM emitter at high temperature and thermal resistance of IMIM emitter", 5th International Workshop on Nano-Micro Thermal Radiation (Sapporo), 2024年7月19日
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：1件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件