Refractive index change and color imaging of acid-chromic polymer films using EB-induced acid generation

電子線による機能性色素含有高分子薄膜の屈折率制御とナノ発色パターン形成

加藤 順; 湯浅 加奈子; 松下 晴美*; 前川 康成; 榎本 一之; 石井 達人*; 伊藤 和男*; 山下 俊*

Kato, Jun; Yuasa, Kanako; Matsushita, Harumi*; Maekawa, Yasunari; Enomoto, Kazuyuki; Ishii, Tatsuhito*; Ito, Kazuo*; Yamashita, Takashi*

高密度メモリなどの電子材料への適用を目的に、電子線で酸を発生する分子(酸発生剤)と酸性で発色する化合物(環境クロミック分子)を含む高分子薄膜について、電子線によるクロミック分子の挙動と電子線描画装置(50nm径)によるナノカラーイメージング形成性を検討した。このクロミック薄膜の電子線照射により、酸が発生し、プロトン化したクロミック分子が発色することを利用している。電子線描画装置により、ナノスケールのカラーイメージングを試みた。50Ccmの照射量で、解像度100nmでライン/スペースのカラーイメージングが実現できた。さらに、電子線照射により、大きく屈折率が変化することを、m-line法によるTM及びTEの両モードで確認できた。

The novel electron beam (EB)-induced color imaging system, consisting of polymer films with acid-responsive chromic molecules (chromic dyes) and EB-acid generators (EBAGs) was proposed. EB irradiation of the acid-chromic polymer films induced acid generation from EBAG, resulting in color formation of the acid-chromic molecules (protonated forms). Nanoscale color imaging on the acid- chromic polymer films was carried out using EB scanning direct drawing. Clear color imaging of 200 nm square and 100 nm line/space patterns could be observed with a dose of only 50 C cm. Furthermore, the large EB-induced refractive index change of these films (0.013 at 632.8 nm) was observed in both TE and TM modes by an m-line method, which is sufficient to create an optical circuit.