量子ビーム装置とイオン液体を組み合わせた新規マイクロ・ナノ構造体作製法の開発

本研究では、難揮発性等の物理化学的性質を有する室温で液体の有機塩であるイオン液体を真空チャンバに導入し、集束イオンビームや電子ビームの照射に伴い誘起される化学反応を制御することによる三次元微細構造体作製法の開発を行っている。昨年度までに、重合性イオン液体と集束イオンビーム描画装置を用いた高分子構造体作製において、通常の固体レジスト材料を用いた直接描画法では作製が困難な形状のものでも、ビームの単純なラスター走査で短時間に作製できることを明らかにした。さらには、電子線を用いても同様に微細構造体作製が可能であることも見出している。本年度は、新たな技術革新に向けて、金属イオンの溶液中での還元反応を制御することによる金属微細構造体作製技術の確立を目標とした。結果として、銀塩を溶解させたイオン液体に電子線を照射することにより、微細銀構造体作製に成功した。構造体作製に成功しただけでなく、ビームのラスター走査方向が析出形態に与える影響等を精査することで、望みの形状を得るための明確な指針を提案することに成功した。さらには、エネルギー分散型X線分析を行うことにより、これまでの直接描画による金属構造体作製技術と比較して格段に構造体の純度が向上するという有用な点も見出した。この結果は、放射線耐性が高いイオン液体を選択した結果であり、今後はさらなる検討により、より高い分解能が達成できると期待できる。加えて、溶解させる金属塩を検討することにより他の様々な金属種でも同様の結果が期待できると考えている。

本研究では、難揮発性等の物理化学的性質を有する室温で液体の有機塩であるイオン液体を真空チャンバに導入し、集束イオンビームや電子ビームの照射に伴い誘起される化学反応を制御することによる三次元微細構造体作製法の開発を行っている。昨年度までに、重合性イオン液体と集束イオンビーム描画装置を用いた高分子構造体作製において、通常の固体レジスト材料を用いた直接描画法では作製が困難な形状のものでも、ビームの単純なラスター走査で短時間に作製できることを明らかにした。さらには、電子線を用いても同様に微細構造体作製が可能であることも見出している。本年度は、新たな技術革新に向けて、金属イオンの溶液中での還元反応を制御することによる金属微細構造体作製技術の確立を目標とした。結果として、銀塩を溶解させたイオン液体に電子線を照射することにより、微細銀構造体作製に成功した。構造体作製に成功しただけでなく、ビームのラスター走査方向が析出形態に与える影響等を精査することで、望みの形状を得るための明確な指針を提案することに成功した。さらには、エネルギー分散型X線分析を行うことにより、これまでの直接描画による金属構造体作製技術と比較して格段に構造体の純度が向上するという有用な点も見出した。この結果は、放射線耐性が高いイオン液体を選択した結果であり、今後はさらなる検討により、より高い分解能が達成できると期待できる。加えて、溶解させる金属塩を検討することにより他の様々な金属種でも同様の結果が期待できると考えている。