共晶点における晶出を利用したマイクロ構造の作製

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究では、高アスペクト比(高さ/幅)をもつ微細構造を簡便に製作する手法を開発することを目的とした。そのための手法として、単純共晶系のPb-Cd合金を利用する。まず最初に、PbとCdの結晶で面積比が共晶組成となるようにパタ-ニングした基盤を用意する。この基盤を底面とし、その上部を共晶組成にした液体で満たし、基盤側を冷却、液面側を加熱し、さらに共晶点の温度が時間的に徐々に基盤側から液面側へ移動するようにしてやる。共晶点ではPbとCdの結晶が同時に晶出し、さらに液中のPbは基盤のPbの結晶の上に、液中のCdは基盤上のCdの結晶の上に晶出しやすく、基盤上ではPbとCdの結晶の面積比を共晶組成にしてあるので、両方の結晶は同じ速度で上方へ成長していくことが期待される。このようにしてPbとCdの結晶でできたアスペクト比の高い構造を作製する。上記の手法でPbとCdの結晶を成長させることを試みた。しかし、大気中では酸化の影響があり、明瞭な結晶の成長結果を得ることが困難であった。そこで、結晶成長により高アスペクト比の構造を得る基本的な実験として、ヨウ素酸リチウムを使用した。この物質は水に溶け、水溶液中で底面が六角形の柱状のアスペクト比の高い結晶が育成される。この結晶の端面にパタ-ニングを施し、その後、水溶液中で結晶を育成して高アスペクターニングした形状のまま成長させることが困難であることがわかった。このように、結晶成長によるマイクロ構造作製のための製作上の問題点を明らかにすることができたので、今後はこれらの問題点を克服して、高アスペクト比の形状製作に適した条件を検討する予定である。なお、マイクロ部品製作の一般的な問題点を検討するために、紫外線感光性樹脂を利用する研究も行い、今後の研究に生かす予定である。