イオン電流をプローブとした極微細加工技術のための基礎的研究

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1.実験装置の試作金属イオンを含む電解液中を流れるイオン電流により金属探針と導電性基板の間をの距離を一定に制御しながら基板電位を印可することで、金属微粒子を基板表面に析出させることを試みた。上記の実験を行うために、電解液中のイオン電流を測定するエレクトロメータの出力データにより積層型圧電素子の印可電圧をパーソナルコンピュータにより制御することで、金属探針-導電性基間距離を制御するシステムを試作した。電気化学的に安定で、先端が分子サイズまで尖っている金属探針を得るために走査型トンネル顕微鏡用として市販されているプラチナイリジウム探針を加熱しながらアピエゾンワックスで被覆したものを用いた。2.電解液の検討と金属の析出塩化パラジウムを用いた電解液のpHを調整して、鏡面研磨されたシリコンの表面にパラジウムの金属膜を析出させることができた。析出速度は、pH値および基板電位に強く依存することが解った。また、より微細な加工を行うためには、pH値と温度を正確に制御すると共に参照電極を用いて電位-電流曲線を得る必要があることが解った。3.今後の展開より正確な電位-電流曲線を得て、プラチナイリジウム探針と導電性基板間の距離をより精密に制御するシステムの開発と横方向に移動できる圧電素子を用いて金属細線の形成を試みたい。エレクトロニクスへの応用のため、絶縁性基板上への金属微粒子形成を試みたい。