【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.20】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24UT1203
利用課題名 / Title
磁性／貴金属積層構造の微細加工
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）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）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
キーワード / Keywords
触針段差計、光電融合、ナノロッド、メタサーフェス、プラズモン,電子線リソグラフィ/ EB lithography,電子顕微鏡/ Electronic microscope,走査プローブ顕微鏡/ Scanning probe microscope,光学顕微鏡/ Optical microscope,フォトニクス/ Photonics,高品質プロセス材料/技術/ High quality process materials/technique,フォトニクスデバイス/ Nanophotonics device,エレクトロデバイス/ Electronic 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)
安川 雪子
所属名 / Affiliation
千葉工業大学 工学部 電気電子工学科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
劉 家祥,加藤 和歌葉,髙田 聖也
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-503：超高速大面積電子線描画装置
UT-850：形状・膜厚・電気特性評価装置群
UT-855：高精細電子顕微鏡
UT-863：大面積走査プローブ顕微鏡Dimension ICON
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
消費電力量を抑制する「光電融合技術（電気演算と光演算を組み合わせた技術）」の社会実装が切望されている。本研究は、光学（プラズモン）と位相幾何学（メタサーフェス）を協奏した光電融合材料の開発をめざす。電磁場解析シミュレーションで光電融合材料の構造を設計し、実際に材料を作製・機能評価する。プラズモンとメタサーフェスから発生する材料の増強電磁場を利用し、材料の諸物性を巨大増幅する光電融合機能の創発を狙う。このような材料は、光電融合技術を支える光電融合素子用の基盤材料として将来的に活用できる。
実験 / Experimental
今回の実験では、貴金属ナノロッドアレイのメタサーフェスを扱った。光波長程度の周期で配列した金属ナノ構造は、個々の構造の局在表面プラズモンが結合し、表面格子共鳴の励起を期待できる。本研究では電磁場が最も増強する貴金属ナノロッドの形状・長辺と短辺の比・周期を幾つか設定し、メタサーフェス構造の作製を行った。メタサーフェス構造のパターニングは超高速大面積電子線描画装置を用い、パターニング結果は、形状・膜厚・電気特性評価装置群の光学顕微鏡、高精細電子顕微鏡、大面積走査プローブ顕微鏡Dimension ICONを用いて評価した。
結果と考察 / Results and Discussion
Figure 1およびFigure 2に示した構造を設計し、EB装置とエッチング装置を利用して構造の作製を試みた。また今回の実験では、当研究室内の修了予定の学生から後輩学生への実験の引継ぎも目的であった。 基板にはガラス基板を用いた。ポジ型レジストを用いて作製したところ、これまで通りの実験プロセスを経たつもりであったがレジスト表面に多数の気泡が発生した。その後エッチングを施すと、表面には構造が形成しておらず、実験は失敗であった。今回の原因については考察中ではあるが、いまだ解決には至っていない。引き続き考察を続けるとともに、再度実験を実施する予定である。しかし後輩学生は実験プロセスを習得することができた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Figure 1. Nanostructure of noble-metal rods (I).
Figure 2. Nanostructure of noble-metal rods (Ⅱ).
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)
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Yukiko Yasukawa, Magneto-optical efficiencies combined with surface-plasmon resonance in FeSi/Au system, APL Materials, 12, (2024).
DOI: https://doi.org/10.1063/5.0194017
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 劉家祥, 安川雪子, 長谷川崇, 山根治起, "磁性ナノ構造を導入した磁気光学キャビティの磁気光学特性 ", 第48回日本磁気学会 学術講演会 2024年9月27日
- 劉 家祥, 安川 雪子, 長谷川, 山根 治起, "ナノ粒子を導入した磁気光学キャビティの磁気光学特性 ", 2025年 第72回応用物理学会春季学術講演会 2025年3月15日
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