Hybrid fabrication technology for nano-plasmonic devices

纳米等离子体器件的混合制造技术

基本信息

批准号：
19K15423
负责人：
大久保喬平
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ナノプラズモニック・デバイス構築において、ナノ構造作製技術とプロセス設計は高性能・高精度なデバイス形成の鍵となる。金属ナノ粒子の化学合成に代表されるボトムアッププロセスや金属薄膜への微細加工などのトップダウンプロセスとそれらの組み合わせが多数報告されているが、大面積における20 nm以下の金属ナノギャップ作成は実現例に乏しい。本研究では、10 nm以下の間隙を持つ均一な金属ナノ粒子集合体を大面積で形成する作製技術の確立を目指す。特に、局在型プラズモン共鳴の基本ユニットとなる金属ナノ粒子とその間隔を制御した七量体構造は近赤外域の急峻な暗モードを持つ共振器になることから、金属ナノ粒子七量体の設計・作製に取り組んでいる。40 nm厚 SiN/Si基板上にの長方形（長辺 200 nm, 短辺 150 nm）を正六角形の中心および頂点に配置した7量体テンプレートを前年度作製し、再現性のあるプロトコルを確立した。SiNテンプレート間隙にV字型溝を形成するために、水酸化カリウム溶液を用いたウェットプロセス条件の検討を行った。前年度の検討では確認されたV溝形成は再現性が認められず、プロトコルと基板材料の再検討を必要とする結論に至った。水酸化カリウム溶液の保持温度（40, 50, 60, 80℃）および時間(1, 2, 4, 8, 16 min) を変化させた条件で基板をエッチングを行い、電子顕微鏡による観察を行った。ランダムな逆ピラミッド型の孔形成が認められたが、テンプレートの境界に沿った異方性エッチングを確認することができなかった。パターン形成に用いたシリコン基板の選定に問題があった可能性が考えられる。

在纳米等离子体器件构建中，纳米结构制造技术和工艺设计是高性能、高精度器件形成的关键。许多自下而上的工艺，例如金属纳米粒子的化学合成，自上而下的工艺，例如金属薄膜的微加工，以及它们的组合，都已被报道，但还不可能在大面积上产生20纳米或更小的金属纳米间隙缺乏例子。在这项研究中，我们的目标是建立一种制造技术，以形成间隙为 10 nm 或更小的大面积均匀金属纳米粒子聚集体。特别是，金属纳米颗粒七聚体结构，它是局域等离子体共振的基本单元，并且具有受控间距的七聚体结构成为在近红外区域具有陡峭暗模式的谐振器。去年制备了在 40 nm 厚的 SiN/Si 基底上排列在正六边形中心和顶点的矩形七聚体模板（长边 200 nm，短边 150 nm），并建立了可重复的方案。我们研究了使用氢氧化钾溶液在 SiN 模板之间的间隙中形成 V 形凹槽的湿法工艺条件。去年的研究中确认的 V 形槽形成不可重复，因此得出的结论是需要重新考虑方案和基底材料。在不同的氢氧化钾溶液保持温度（40、50、60、80℃）和时间（1、2、4、8、16 分钟）下蚀刻基板，并使用电子显微镜观察。观察到随机倒金字塔形孔隙形成，但没有观察到沿着模板边界的各向异性蚀刻。可能是在选择用于图案形成的硅基板时存在问题。

项目成果

期刊论文数量（20）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

NIR hyperspectral imaging

DOI：
10.1007/978-981-15-9627-8_10
发表时间：
2021-01-01
期刊：
Transparency in Biology
影响因子：
0
作者：
Okubo, K.
通讯作者：
Okubo, K.

Gastric cancer detection by two-step learning in near infrared hyperspectral imaging

近红外高光谱成像两步学习检测胃癌

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
Journal of Information and Communication Engineering
影响因子：
0
作者：
A. Yahata;H. Takemura;R. Iwanami;M. Umezawa;K. Okubo;K. Soga;T. Takamatsu;T. Mitsui;T. Kadota;T. Kuwata;H. Ikematsu;H. Yokota
通讯作者：
H. Yokota

The effect of Gd-DOTA locations within PLGA-b-PEG micelles encapsulated IR-1061 on bimodal over-1000 nm near-infrared fluorescence and magnetic resonance imaging

封装 IR-1061 的 PLGA-b-PEG 胶束内 Gd-DOTA 位置对双峰超过 1000 nm 近红外荧光和磁共振成像的影响