放射線プロセスによる位置制御可能なケミカルフリー水中酸化物結晶生成法の確立

辐射过程水中位置可控无化学氧化物晶体形成方法的建立

基本信息

批准号：
22K04986
负责人：
岡本一将
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

現在様々な分野で、金属を含む微細粒子の形成・利用を行う研究が広く展開され、より高効率で環境負荷が少ない生成プロセス開発が求められている。本研究では、放射線照射を用いた、水中での金属酸化物ナノ結晶の位置制御された形成プロセスの開発を行う。金属含有のパターニング材料（フォトレジスト）を結晶成長の種（種結晶）として水中で結晶成長させることで、リソグラフィ技術と組み合わせることにより直接的に10 nm以下の超微細な金属酸化物結晶の位置制御を可能とする。また、環境汚染の恐れのある金属塩の還元反応を用いず、金属材料自身をソースとする高放射線場でのケミカルフリー金属酸化物結晶成長手法を確立する。種結晶形成および結晶成長の放射線化学反応の詳細を解明することで、一貫した放射線プロセスでの超微細酸化物結晶成長手法を実現させる。これまで、環境負荷が小さく温和な条件で、位置制御された金属酸化物結晶の生成を行う手法は確立されていない。そこで、放射線プロセスを用いる、有機無機ハイブリッドレジストのパターニング法と水中結晶成長法を組み合わせ、位置制御されたケミカルフリー条件での金属酸化物構造体形成を行う手法の開発が本研究の目的である。そのために、種結晶となる有機無機ハイブリッドレジストと水中結晶成長の反応機構とをそれぞれ明らかにする。今年度は上記目的を達成するために種結晶である電子線およびイオンビーム照射による有機無機ハイブリッドレジストの物性および加工プロセス評価ならびにガンマ線、紫外線照射および水熱反応による水中酸化亜鉛結晶成長およびレジストをマスクとする位置制御に関する研究を実施した。

当前，在各个领域广泛进行了对含有金属细胞的形成和使用的研究，并且有必要开发一种更有效且环境影响较小的生产过程。在这项研究中，我们将使用辐射照射在水中开发一个位置控制的形成过程。通过在水中种植含金属的图案材料（光晶剂）作为晶体生长的种子，与光刻技术结合使用，可以直接控制超过10 nm以下的超铁金属氧化物晶体的位置控制。此外，在高辐射场中建立了无化学金属氧化物晶体生长法，而不使用可能导致环境污染的金属盐的还原反应，并将金属材料本身作为源。通过阐明种子晶体形成和晶体生长的放射化学反应的细节，通过一致的辐射过程实现了超细氧化物晶体生长技术。到目前为止，尚未确定在温和的环境中产生位置控制的金属氧化物晶体，其环境影响较低。因此，这项研究的目的是开发一种在不受位置控制的无化学条件下形成金属氧化物结构的方法，并使用辐射过程和水中的晶体生长方法结合了有机无机杂种的图案化方法。为此，将阐明有机无机杂化抗性抗性，并用作种子晶体，并且将阐明水中晶体生长的反应机制。为了实现上述目标，今年，我们对使用种子晶体（例如电子束和离子束辐照）的物理性能和有机材料混合动力的处理过程进行了研究，并研究了通过伽玛射线，紫外线射线和水热反应和位置控制耐药的伽马射线和抗体控制的水中氧化锌晶体在水中的生长。