【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.21】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24NU0261
利用課題名 / Title
軟質基板上に形成した薄膜の変形解析
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋大学 / Nagoya 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）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
ナノワイヤー・ナノファイバー/ Nanowire/nanofiber,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)
永島 壮
所属名 / Affiliation
名古屋大学大学院工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators Excluding Supporters in the Hub and Spoke Institutes
松川 昂士郎
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Supporters in the Hub and Spoke Institutes
本田 杏奈
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
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
軟質基板に密着した硬質薄膜に面内圧縮応力が作用すると，表面不安定現象が生じ，面外変形に起因した凹凸パターンが膜の表面に形成する。この現象は，ナノ・マイクロパターンの自律形成を可能にすることから，機能表面の創成に結びつくことが期待されている。本研究では，ポリジメチルシロキサン（PDMS）基板上の二酸化ケイ素（SiO2）薄膜に面内圧縮応力が作用したときの変形挙動を明らかにすることを目的とした。
実験 / Experimental
厚さ3 mmのPDMS基板を作製し，私製引張圧縮装置を用いてPDMS基板に対して二軸方向に引張の予ひずみを付与した。このとき，基板の予ひずみ比（二軸目の予ひずみを一軸目の予ひずみで除した値）を0-2.0で変化させた．3元マグネトロンスパッタ装置を用い，予ひずみを付与したPDMS基板の表面にSiO2薄膜（厚さ6-26 nm）を形成した。成膜が完了したのち，基板の予ひずみを除去し，表面不安定現象を駆動した。表面形状の変化を光学顕微鏡および白色干渉計搭載レーザ顕微鏡を用いて評価した。
結果と考察 / Results and Discussion
本報告書では，代表的な結果について述べる。膜厚10 nm，予ひずみ比1.5で作製した試料の表面には，ヘリンボーンパターンが観察された。その波長，振幅，周期，および屈曲角は，それぞれ6.04 µm，0.63 µm，2.25 µm，43°であった。膜厚の変化に伴い，波長が比例する傾向を確認した。一方，周期は膜厚に対して単調増加し，予ひずみ比に応じて屈曲角が変化することを明らかにした。以上の結果は，膜厚と予ひずみ比の調節によりヘリンボーンパターンの寸法を緻密に制御できる可能性が示唆する。
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)
本研究は，JST創発的研究支援事業JPMJFR222Kの助成を受けて実施され，装置の利用に際しては，名古屋大学未来材料・システム研究所高度計測技術実践センターの本田杏奈先生にご指導いただきました。ここに記して感謝申し上げます。
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.
- 松川昂士郎，大久保建，永島壮，松原成志朗，奥村大，“表面不安定現象を用いたヘリンボーンパターンの作製” 日本材料学会東海支部第19回学術講演会（名古屋），令和7年3月4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