新規マイクロ電気泳動法による高次規則配列微小セラミック構造体の創製

本研究課題では、粒子からなる微小構造体を創製するためにマイクロスケールで電場が制御された新規な電気泳動法としてマイクロ電気泳動法を提案し、その要素技術を確立することを目的とした。とくに、サブミクロンの単分散球状粒子を三次元的に規則配列化させた粒子構造体は特異な光学特性を示すことから次世代の光学材料やデバイスとしての応用が期待されている。そこで、マイクロ電気泳動法に適用する粒子としてシリカまたはポリスチレンの単分散球状粒子を選択した。また、電場をマイクロスケールで制御するためにマイクロ電極や微小くし形電極を用いた系について検討した。懸濁液の調整条件や電気泳動条件を詳細に検討することで、マイクロドットやマイクロラインを作製するための手法を確立した。当該研究課題の最終年度にあたる平成17年度にはシリカ単分散球状粒子のマイクロラインの形成技術の確立に関する研究実績を得た。具体的には、直径300nmのシリカ粒子を分散させた懸濁液に微小くし形電極を用いたマイクロ電気泳動法を適用し、10μm幅のマイクロラインを形成するための検討を行った。電極数、極性、電極配置、電極間距離、電界強度などのパラメータを最適化することで短時間のうちにシリカ粒子からなるマイクロラインを形成させることに成功した。また、マイクロラインの光学特性を本研究課題の初年度に購入したマイクロ顕微分光システムで評価した結果、その微細構造に基づく良好な光学特性を示すことが分かった。5月にイタリアにて開催された第2回電気泳動法に関する国際会議に出席し、本研究課題で得られた成果に関する発表を行ってきた。参加者には局所電場を用いた新規な材料プロセスとして興味を持っていただけた。さらに、本研究課題を遂行するなかで、新たに3電極式の電気泳動法を用いたマイクロファブリケーション技術への応用展開が大いに期待される研究成果も得られた。

本研究課題では、粒子からなる微小構造体を創製するためにマイクロスケールで電場が制御された新規な電気泳動法としてマイクロ電気泳動法を提案し、その要素技術を確立することを目的とした。とくに、サブミクロンの単分散球状粒子を三次元的に規則配列化させた粒子構造体は特異な光学特性を示すことから次世代の光学材料やデバイスとしての応用が期待されている。そこで、マイクロ電気泳動法に適用する粒子としてシリカまたはポリスチレンの単分散球状粒子を選択した。また、電場をマイクロスケールで制御するためにマイクロ電極や微小くし形電極を用いた系について検討した。懸濁液の調整条件や電気泳動条件を詳細に検討することで、マイクロドットやマイクロラインを作製するための手法を確立した。当該研究課題の最終年度にあたる平成17年度にはシリカ単分散球状粒子のマイクロラインの形成技術の確立に関する研究実績を得た。具体的には、直径300nmのシリカ粒子を分散させた懸濁液に微小くし形電極を用いたマイクロ電気泳動法を適用し、10μm幅のマイクロラインを形成するための検討を行った。電極数、極性、電極配置、電極間距離、電界強度などのパラメータを最適化することで短時間のうちにシリカ粒子からなるマイクロラインを形成させることに成功した。また、マイクロラインの光学特性を本研究課題の初年度に購入したマイクロ顕微分光システムで評価した結果、その微細構造に基づく良好な光学特性を示すことが分かった。5月にイタリアにて開催された第2回電気泳動法に関する国際会議に出席し、本研究課題で得られた成果に関する発表を行ってきた。参加者には局所電場を用いた新規な材料プロセスとして興味を持っていただけた。さらに、本研究課題を遂行するなかで、新たに3電極式の電気泳動法を用いたマイクロファブリケーション技術への応用展開が大いに期待される研究成果も得られた。