東北大学 東北大学 大学院工学研究科・工学部 化学・バイオ系

応用化学専攻 応用化学専攻 - 光機能材料化学分野 DEPARTMENT OF APPLIED CHEMISTRY - PHOTO-FUNCTIONAL MATERIAL CHEMISTRY

極限ナノ造形の物質科学

極限ナノ造形の物質科学

高分子や金属、無機物質の界面機能を分子レベルで精密に設計・制御することにより、有機、無機、ハイブリッド材料の微細加工手法を提案しています。IoT・AI化社会に向けて、一桁ナノサイズからマイクロサイズ領域にまたがる電子・光学デバイスの作製を目指した光機能材料化学の研究を行っています。

極限ナノ造形の物質科学

主な研究テーマ

レーザー加工孔版印刷+光ナノインプリント成形による極限ナノ造形

当研究室で独自に提案して検証を進めるレーザー加工孔版印刷+光ナノインプリント成形「Print and Imprint」法(特許登録)による極限ナノ造形に取り組んでいます。桁違いに異なるナノサイズからマイクロメートルサイズが共存した二次元構造体の大面積作製や、三次元積層化を目指しています。

レーザー加工孔版印刷+光ナノインプリント成形による極限ナノ造形
蛍光モアレアライメント法を用いた極限位置合わせ

インプリントの際に蛍光性液体を使用して、周期の異なる格子パターンの重ね合わせから発生するモアレ干渉縞を計測することで、蛍光顕微鏡観察下において位置合わせの原理を実証しました。現在、一桁ナノメートルオーダーの位置合わせの研究を進め、蛍光アライメント搭載ナノインプリント装置を開発しています。

蛍光モアレアライメント法を用いた極限位置合わせ
一桁ナノ造形の化学・物理学・界面分子科学の構築

界面機能分子制御に基づいた光ナノインプリントリソグラフィにより、一桁ナノメートルの構造造形を目指しています。私たちは、このサイズ領域において分子液体の固体表面との相互作用による粘度増加や高分子鎖の束縛が顕著に現れることを明らかにしました。今後も一桁ナノ構造の造形に関わる化学、物理、界面分子科学を追及していきます。

一桁ナノ造形の化学・物理学・界面分子科学の構築