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プロトンビーム描画によるフレキシブル誘電泳動デバイスの創成

Creation of flexible dielectrophoretic devices by proton beam writing

鮎瀬 銀也*; 西川 宏之*; 内田 諭*; 佐藤 隆博; 石井 保行; 神谷 富裕

Ayugase, Ginya*; Nishikawa, Hiroyuki*; Uchida, Satoshi*; Sato, Takahiro; Ishii, Yasuyuki; Kamiya, Tomihiro

本研究は、PBW(Proton Beam Writing)を用いて柔軟性と透明性に優れたPETフィルム上に高アスペクト比の誘電体ピラーのアレイ構造を持つ3次元誘電泳動デバイスを製作することを目的とする。初めにピラーのアレイ構造ができる条件を調べるため、PETフィルム上にネガ型の感光性樹脂SU-8を15$$mu$$m厚で成膜し、これにH$$^+$$ビーム(3.0MeV, 1$$mu$$m$$phi$$, 試料電流10pA, 照射量100nC/mm$$^2$$)で微細加工後にピラーのアレイ構造となるパターン(直径3$$mu$$mのドットを間隔20$$mu$$mでアレイに配置)を描画し、その後、照射部の硬化を促進する熱処理と現像を行った。SEM(Secondary Electron Microscope)による観察でピラーのアレイ構造(直径3.0$$mu$$m, 高さ15$$mu$$m, アスペクト比5.0, 間隔20$$mu$$m)を確認できた。次にこの製作条件で、3次元誘電泳動デバイスの製作を行った。一対のギャップ付きの電極とピラーのアレイ構造のための位置決め用のパターンを製作するため、PET膜上に酸化インジウムスズ(ITO)膜が付加されたフィルムにポジ型感光性樹脂を成膜した。その後、マスクを用いたUV露光と現像、及びITOエッチングを行うことで電極と位置決め用のパターンを形成した。この電極付きフィルムにSU-8を成膜し、位置決め用のパターンを基準に電極ギャップにピラーのアレイ構造を製作した。SEMによる観察の結果、ITO電極ギャップ間のピラーのアレイ構造が確認でき、3次元誘電泳動デバイスの作製に成功した。

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