【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.29】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24OS1051

利用課題名 / Title

メタマテリアルを用いた高感度分光センシング

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

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication

【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）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials

キーワード / Keywords

走査プローブ顕微鏡/ Scanning probe microscope,光学顕微鏡/ Optical microscope,赤外・可視・紫外分光/ Infrared/visible/ultraviolet spectroscopy,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,ALD,電子線リソグラフィ/ EB lithography,センサ/ Sensor,フォトニクスデバイス/ Nanophotonics device,光デバイス/ Optical Device,メタマテリアル/ Metamaterial,ナノ粒子/ Nanoparticles

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)

矢野 隆章

所属名 / Affiliation

徳島大学 ポストLEDフォトニクス研究所

共同利用者氏名 / Names of Collaborators Excluding Supporters in the Hub and Spoke Institutes

香川健一

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Supporters in the Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術相談/Technical Consultation

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

OS-104：自動搬送電子ビーム描画装置
OS-117：EB蒸着装置

報告書データ / Report

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

本研究の目的は、赤外領域で光共鳴を有する金属ナノ構造体を作製し、高感度赤外分光センシングを実現することである。その実現にむけて、本研究では、自動搬送電子ビーム描画装置 (Automatic Transport Electron Beam Lithography System)を用いてナノ構造体を描画し、金蒸着とリフトオフを行うことによって所望の金属ナノ構造を作製した。さらに、作製した構造の赤外吸収分光特性を評価した。

実験 / Experimental

ポジ型レジスト（ZEP520A）を両面研磨シリコンウェハ上にスピンコートし、電子ビーム露光装置(エリオニクス製ELS-BODEN-OU4801)を用いて金属ナノ構造を描画した。この際、電流値を200pAに固定し、ナノ構造を作製した。現像後、チタンを1 nm、金を20 nm真空蒸着した。金属蒸着した基板をレジスト除去液（日本ゼオン（株）製ZDMAC）に浸漬し、リフトオフを行い、所望の金属ナノ構造を作製し、その光学特性を評価した。

結果と考察 / Results and Discussion

電子顕微鏡を用いて作製された金ナノ構造を評価したところ、設計値の誤差が5 nm程度であることがわかった。また、赤外吸収スペクトルを測定したところ、作製された金属ナノ構造の光共鳴波長が6.2 µmであることがわかった。さらに、金属ナノ構造間のギャップを変化させることによって共鳴波長を制御できることが示された。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

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)

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