F-1
集束プロトンビーム描画(PBW)
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研究の概要・特徴

集束陽子線描画(Proton Beam Writing: PBW)は、MeV級陽子ビームの直接描画技術で、サブミクロンサイズまで集束された高エネルギーの荷電粒子線による微細加工技術です。多様なフレキシブル材料への直接かつ微細な三次元加工や材料改質を誘起することができ、付加価値を持った新しいデバイスとして、マイクロレンズ、及び、光ファイバ用微細光学素子などの開発を行っています。

特徴:長深度と直進性、マスクレス描画、高い反応性メリット:厚膜三次元構造、プロトタイピング、多様な加工対象
PBWの特徴を用いた加工例は、自由な描写、高アスペクト比、多様な材料への加工、多段加工、厚膜加工、サブミクロン集束、三次元構造、直接エッチングなどがあります。

応用分野・想定される用途

  • PBWによる母型作製、電鋳による金型作製と転写
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F-2
電気無しで駆動するゲルアクチュエーター
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研究の概要・特徴

これまで、アクチュエータは電気的に制御され駆動する仕組みが一般的であるが、当研究室では、純粋な化学エネルギーのみで、自律駆動するゲルアクチュエータに関する研究を行っています。

近年、空気圧アクチュエータやイオン伝導性高分子アクチュエータなどのソフトアクチュエータの研究開発が推進されつつあるが、制御する方法はまだ従来の計算機によって制御されているのが現状です。

本研究では、高分子ゲルの内部で振動化学反応を誘起することで、ゲルの自律的な拍動や蠕動運動を実現しており、振動化学反応のエネルギー源として、クエン酸やマロン酸などの有機酸を利用しています。

応用分野・想定される用途

  • マイクロポンプなどへの応用展開
  • 高分子ゲル、ソフトアクチュエータ
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F-3
電子線誘起蒸着法
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研究の概要・特徴

電子線誘起蒸着法は、電子顕微鏡の中に原料となるガスをごく少量流し、そのガスを集束電子線で分解することで、ナノサイズの材料や構造を作る技術です。
電子線照射位置を制御することで、ナノ構造の位置や形状を自在に設定できます。

本技術の原理は、有機金属ガス(例えばW(CO)6)に電子線を当てることで、金属成分(W)と揮発する成分(CO)に分解し、金属成分を堆積させます。
形状、長さ、位置を自由自在に決められることが、本技術の特徴(優位性)です。

応用例として、Fe(CO)5を原料とした鉄(Fe)ナノワイヤー、ナノリングの作製例などがあります(右下図)。

応用分野・想定される用途

  • 電子デバイス、センサー、ナノ材料
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