「自己組織化」による美しいパターン

自然界には様々な模様(パターン)が存在します。身近なところでは雪の結晶が挙げられます。また砂浜や砂丘において、地面に規則的な縞模様が形成されていることもあります。このような現象は、パターンを構成する一つ一つの要素(水分子や砂粒)が全体を把握しているわけではないのに、自発的に起きることから、「自己組織化」と呼ばれています。

現在、この自己組織化を利用して特定のパターンを作製しようとする研究が数多く行われています。得られる表面構造は微細・高品質なので、電子デバイス作製をはじめ、特殊な印刷技術や、マイクロ流路(見えないほど小さい試験管)への応用が期待されます。本研究室では、このような自己組織化によるパターン作製法について研究します。

しわというものは至る所に発生します。最初に思いつくのは、やはり皮膚のしわではないでしょうか。手足の皮膚を軽くつまむと、簡単に観察することができます。この時、しわを成す線と線の間隔は数㎜くらいだと思います。

一方、適切な条件を整えてやると、表面にマイクロレベルの大きさを有したしわを作ることができます。これらはマイクロリンクルとも呼ばれ、一種の微細構造として注目を集めています。本研究室では様々なアプローチから、これらのマイクロリンクルを制御する手法を追求します。

イオンや電子は電荷を帯びた粒子ですので、電界中では力を受けます。この力によって粒子を加速し、物体に向けて射ち込む(照射)ようにしたものを、イオンビーム、電子線などと呼びます。イオンビームは半導体の製造、電子線は電子顕微鏡によるナノレベルの観察に用いられ、無くてはならない科学技術となっています。

本研究室ではこれらのエネルギービームを半導体基板などの物体に照射し、表面に発生する微細構造について研究します。この手法は前述のマイクロリンクルの作製においても有用です。

また、電子顕微鏡法を用いたその他の材料研究も随時行います。