原子リソグラフィーの描画性能向上に関する研究

提高原子光刻绘图性能的研究

• 批准号: 16740238
• 负责人: 大向 隆三
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Saitama University (2006)National Institute of Information and Communications Technology (2004-2005)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16740238/
• 关键词: 原子リソグラフィー; 原子光学; イッテルビウム

H18年度も継続してイッテルビウムを対象とした遠共鳴レーザー光による光マスク生成と、それを用いた原子リソグラフィー研究を実施した。前年度までに光マスクの相互作用長と光強度及び原子ソースの空間広がりが原子描画性能に及ぼす影響を明らかにしたので、今年度は原子の速度特性が当該リソグラフィー法の描画性能に与える効果を調べることを目的とした。Yb熱原子線をゼーマン減速法で減速させ、速度可変で低速化した原子ビームを対象にした。この低速Ybビームに遠共鳴光マスク(波長532nm、相互作用長10ミクロン、光出力10W)を相互作用させ、原子の運動軌跡を求めた。当初の予想では原子の速度が遅くなるほど高分解能な原子描画か可能になるであろうと期待したが、実際の結果はそうならず、速度200m/sで分解能100nm、100m/sで30nm、50m/sで75nm、25m/sで10nmと、速度に依存した描画分解能が得られた。このようなfocusingとdefocusingの機構を探求した結果、光定在波(光マスク)の双極子力ポテンシャル上における原子の振動にその原因を求めることができた。この結果により、上記実験において原子リソグラフィーの描画性能が原子の速度分布幅にはあまり影響されないこと、速度の値(分布ピーク)には大きく依存することが避けられない事実を見出した。さらに双極子力ポテンシャルを調和振動子型ポテンシャルで近似したところ上記の物理現象をうまく再現し説明できることを明らかにした。同時にそのシミュレーションから10nmレベルの描画分解能を達成する物理的条件も求めることができた。以上の研究成果について、国内会議1件(日本光学会)、国際会議1件(CLEO/QELS2006)の口頭発表を行なった。また、本研究の成果を総合的にまとめた論文を執筆中であり、欧文誌に投稿予定である。

H18 - 01 - 03 The previous year's interaction between the light and the atomic energy has affected the performance of the atomic energy. Yb atomic line deceleration method can be changed to slow down the atomic line This low speed Yb ~(3 +) light source is far resonant (wavelength 532nm, interaction length 10 μ m, light output 10W). At the beginning, we thought that the atomic speed was high, and the atomic drawing was possible. We expected that the actual result would be that the atomic speed was 200m/s, and the decomposition energy was 100nm, 100 m/s, 30nm, 50m/s, 75nm, 25m/s, and 10nm. The mechanism of focusing and defocusing is investigated. The results show that the dipole force of light wave is determined by the reason of atomic vibration. The result is that the atomic velocity distribution amplitude is affected by the atomic velocity distribution. Bipolar force is a harmonic oscillator. It is an approximation of physical phenomena. At the same time, the physical conditions for the resolution of the image from 10nm to 10nm are determined. The above research results were presented orally at 1 domestic conference (Japan Optical Society) and 1 international conference (CLEO/QELS2006). The results of this research are summarized in the paper.

项目成果

原子ビーム制御と原理リソグラフィー

原子束控制与光刻原理

• 发表时间: 2004
• 期刊: レーザー研究(The Review of Laser Engineering) 第32巻7号
• 作者: Takeaki Araki;Hajime Tanaka;M.Hyodo;M.Hyodo;R.Ohmukai;K.Nakayama;R.Ohmukai;大向隆三
• 通讯作者: 大向隆三

Multiple frequency stabilization using double saturation spectroscopy

使用双饱和光谱进行多频率稳定

• 发表时间: 2006
• 期刊: Optics Communication 259
• 作者: Takeaki Araki;Hajime Tanaka;M.Hyodo;M.Hyodo;R.Ohmukai;K.Nakayama
• 通讯作者: K.Nakayama

Atomic nanofabrication using ytterbium atomic beam

使用镱原子束进行原子纳米加工

• 发表时间: 2004
• 期刊: Science and Technology of Advanced Material 5
• 作者: Takeaki Araki;Hajime Tanaka;M.Hyodo;M.Hyodo;R.Ohmukai;K.Nakayama;R.Ohmukai
• 通讯作者: R.Ohmukai

Atom optics and atom lithography

原子光学和原子光刻

• 发表时间: 2004
• 期刊: Journal of the National Institute of Information and Communications Technology 51
• 作者: Takeaki Araki;Hajime Tanaka;M.Hyodo;M.Hyodo;R.Ohmukai;K.Nakayama;R.Ohmukai;大向隆三;R.Ohmukai
• 通讯作者: R.Ohmukai

Experimental demonstration of magnetic hexapole-compensated mirror magneto-optical trap

磁六极补偿镜磁光陷阱的实验演示

• 发表时间: 2007
• 期刊: CPT2007 Tech. Dig.
• 作者: Takeaki Araki;Hajime Tanaka;M.Hyodo
• 通讯作者: M.Hyodo