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

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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。