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無電解めっきのサイズ依存性とナノ光デバイスへの応用

研究報告コード R070000311
整理番号 R070000311
掲載日 2008年4月11日
研究者
  • 物部 秀二
研究者所属機関
報告名称 無電解めっきのサイズ依存性とナノ光デバイスへの応用
報告概要 無電解ニッケルめっきは触媒能を有する固体表面において、還元剤である次亜りん酸イオンの酸化とニッケルイオンの還元の双方を生じるものである。還元された金属ニッケル自身が触媒能を有するので、連続的な金属堆積が行われるが、エッジにコートされないなど、他の固液界面反応には見られない特異なサイズ依存性を示すことが知られている。90年代半ば頃まで、無電解めっきにおいて、制御可能なその臨界断面サイズはサブミリメーターオーダー(図1(a)参照)であるとされていたが、筆者はサブミクロンからナノメーターの領域においても選択的コーティングの臨界サイズが存在すること、すなわち、ナノメーターサイズの先端径を持つよう先細り加工されたガラスファイバーに無電解めっきにより金属コーティングを行うと、サブミクロンサイズの末梢部分にのみ金属析出が生じないという現象(図1(b))を発見した。このナノ領域のサイズ依存無電解めっきをテーパー構造を持つ石英ガラスに適用すれば、サイズ効果は金属開口を自己形成する役割を果たし、テーパー先端にナノオーダーの開口を自動的に組織することができる。しかし、このようなサイズ依存性を示す無電解めっきについては、メカニズムや時間的ダイナミクス、その制御方法も、いまだよく知られていない。本研究においては、それらの解明を通して、無電解めっきのサイズ依存効果を制御する物理的・化学的技術の創出を目指す。また、この制御技術は、ナノ光学デバイス製造技術への応用が期待される。具体的には回折限界を超える高分解能近接場光学顕微鏡の必須デバイスである光プローブの光開口形成技術の開発を行う。
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研究分野
  • 無電解めっき
関連発表論文 (1) S. Mononobe "Near-field optical probes and the imaging applications" In: Progress in Nano-Electro-Optics III Springer-Verlag, Berlin, 2004 Chapter 1の分担執筆
(2) 物部秀二"ファイバープローブ"In:ナノテクノロジーハンドブック ナノテクノロジーハンドブック編集委員会編 オーム社,東京,2003年 II編 2.2節の分担執筆
(3) 物部秀二 "エッチング技術"In:ナノ光工学ハンドブック 大津元一,河田聡,堀裕和編 朝倉書店,東京,2002年 基礎編4.1節の分担執筆
(4) S. Mononobe, Y. Saito, M. Ohtsu, and H. Honma"Fabrication of a near-field optical fiber probe based on electroless nickel plating under ultrasonic irradiation "Japanese Journal of Appplied Physics Vol. 43, No. 5B, (2004), pp. 2862-2863.
(5) M. Sakai, S. Mononobe, A. Sasaki, M. Yoshimoto, and T. Saiki "High-contrast imaging of NiO nano-channels using a polarization near-field scanning optical microscope" Nano technology Vol. 16, (2004), pp. S362-S364
(6) M. Takesada, E. Vanagas, D. Tuzhilin, I. Kudryashov, S. Snruga, H. Murakami, N. Sarukura, K. Matsuda, S. Mononobe, T. Saiki, M. Yoshimoto, and S. Koshihara "Micro-character printing on a diamond plate by femtosecond infrared opticail pusles" Japanese Journal of Applied Pbysics Vol. 42, No. 7, (2003), pp. 4613-4616
研究制度
  • 戦略的創造研究推進事業 さきがけタイプ(旧若手個人研究推進事業を含む)/組織化と機能
研究報告資料
  • 物部 秀二. 無電解めっきのサイズ依存性とナノ光デバイスへの応用. さきがけライブ2004 ナノテクノロジー分野合同研究報告会 「組織化と機能」領域 講演要旨集(研究期間:2001-2004), 2005. p.58 - 67.

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