イオン電流制御型近接場光学顕微鏡によるIn situ光ナノ加工法の開発

离子流控制近场光学显微镜原位光学纳米加工方法的发展

• 批准号: 15760037
• 负责人: 岩田 太
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760037/
• 关键词: 走査型プローブ顕微鏡; マイクロピペットプローブ; ナノスケール加工; エレクトロクロミック; 近接場光学顕微鏡

走査型プローブ顕微鏡(SPM : Scanning Probe Microscope)はプローブ先端と表面の相互作用を利用することでナノスケール加工にも応用されるようになってきており、マイクロマシンやMEMSの超微細加工技術や高密度メモリ等のエレクトロニクス分野への応用が期待され現在盛んに研究されている。得に走査型近接場光学顕微鏡(SNOM : Scanning Near-field Optical Microscope)は近接場光を利用することで波長以下の高分解能で光計測および光加工が可能であることから、集積化が進む電子デバイスにおける次世代光リソグラフィー技術として期待されており、感光ポリマーやフォトレジストを用いた光描画が試みられている。本研究ではイオン溶液中において動作可能なイオン電流制御型の近接場光学顕微鏡を開発することで光学的且つ化学的な相互作用を利用したIn-situでの様々なナノスケール光加工法を開発することを目的としている.16年度は昨年度までに開発した走査型プローブ顕微鏡の装置本体、電子回路全般及びソフトウェアのシステムを使用し,それを用いて新たな薄膜表面の測定法や超精密加工法を確立した。メインとなるプローブ作製技術としてキャピラリーガラスチューブをピペットプラーで熱引き及びエッチング技術等で製作したナノピペットを用いてイオン電解液を含有できるピペットプローブを使用した局所めっき法の安定加工法の確立および電解を用いた局所電解堆積法、更に表面エッチング法を確立した。今後、高感度電流アンプを作製及び構築することで、測定及び加工に用いるイオン電流を高感度検出およびモニタすることでこれまでの基礎実験で行ってきたナノ加工のサイズ制御など高精度な加工方法を確立できると考えられる。今後、加工の評価として、表面形状のみでなく、ナノピペットプローブを有するイオン電流検出型近接場光学顕微鏡システムへと発展させることで電解溶液内においても安定したプローブ位置決め制御を可能にし、溶液を利用した新しい計測法及び光加工法へと発展させていく予定である。

扫描探针显微镜（SPM）利用探针尖端与表面之间的相互作用，越来越多地应用于纳米级加工，有望应用于存储器等电子领域，目前正在积极研究。特别是，扫描近场光学显微镜（SNOM）利用近场光实现波长以下高分辨率的光学测量和光学处理，有望成为用于器件和光学写入的下一代光学光刻技术。光敏聚合物和光致抗蚀剂正在尝试中。在这项研究中，我们将通过开发可在离子溶液中操作的离子电流控制近场光学显微镜，开发利用光学和化学相互作用的各种原位纳米级光学处理方法。在2016财年，我们将使用扫描探针。截至上一财年开发的显微镜设备、通用电子电路和软件系统，并利用它们开发新的薄膜表面测量方法和超精密加工方法。主要的探针制造技术是使用通过用移液器拉拔器加热毛细玻璃管而制成的纳米移液器和蚀刻技术来建立可含有离子电解质的移液器探针的局部电镀和电解的稳定加工方法。使用该方法的有电解沉积法和表面蚀刻法。未来，通过创建和构建高灵敏度电流放大器，我们将能够以高灵敏度检测和监测用于测量和加工的离子电流，从而实现纳米加工尺寸控制等高精度加工方法，目前已经进行了基础实验，认为是可以成立的。将来，我们不仅能够评估表面形状，还能够评估带有纳米移液管探针的离子电流检测型近场光学显微镜系统，即使在电解溶液中也能实现稳定的探针定位控制，并利用解决方案。将其发展成新的测量方法和光学处理方法。

项目成果

F.Iwata, K.Mikage, H.Sakaguchi, M.Kitao, A.Sasaki: "Nanometer-scale electrochromic modification of NiO films using novel technique of scanning near-field optical microscopy"Solid State Ionics. 165. 7-13 (2003)

F.Iwata、K.Mikage、H.Sakaguchi、M.Kitao、A.Sasaki：“使用扫描近场光学显微镜新技术对 NiO 薄膜进行纳米级电致变色改性”固态离子学。

微細加工ツールとしてのプローブ技術

探针技术作为微加工工具

• 发表时间: 2004
• 期刊: 応用物理 73
• 作者: 岩田 太;佐々木 彰
• 通讯作者: 佐々木 彰

Nanometer-Scale Metal Plating Using a Scanning Shear-Force Microscope with an Electrolyte-Filled Micropipette Probe

• DOI: 10.1143/jjap.43.4482
• 发表时间: 2004-07
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: F. Iwata;Y. Sumiya;A. Sasaki

F.Iwata, K.Mikage, H.Sakaguchi, M.Kitao, A.Sasaki: "Current-sensing scanning near-field optical microscopy using a metal probe for nanometer-scale observation of electrochromic film"J.Microscopy. 210. 241-245 (2003)

F.Iwata、K.Mikage、H.Sakaguchi、M.Kitao、A.Sasaki：“使用金属探针进行电致变色薄膜纳米级观察的电流感应扫描近场光学显微镜”J.Microscopy。

F.Iwata, M.Yamaguchi, A.Sasaki: "Nanometer-scale layer modification of polycarbonate surface by scratching with tip oscillation using an atomic force microscope"Wear. 254. 1050-1055 (2003)

F.Iwata、M.Yamaguchi、A.Sasaki：“使用原子力显微镜通过尖端振荡刮擦对聚碳酸酯表面进行纳米级层改性”磨损。