Letter

ナノテクノロジー:アモルファス金属を使ったナノモールディング

Nature 457, 7231 doi: 10.1038/nature07718

ナノインプリンティング法は、微細構造を硬いモールド(鋳型)から熱可塑性材料(一般的にはガラス転移温度の低いポリマー)に打ち出すことによって、マイクロデバイスやナノデバイスを安価に製造できると期待されている。このような方法が成功し普及するには、丈夫で耐久性のあるマスターモールドの製造が不可欠である。シリコン系モールドはもろく、寿命に限りがある。金属モールドは半導体より強いが、ナノメートルスケールでの金属のパターニングは、結晶粒の大きさがゼロでないため制限される。アモルファス金属(金属ガラス)は、優れた機械的特性を示し、本質的に結晶粒の大きさの制約がない。今回我々は、高温エンボス加工による金属ガラスの直接ナノパターニングを実証し、13 nm程度の大きさの微細構造を作製した。形成した金属ガラスモールドを続いて結晶化した後、結晶化したモールド上に同じ合金でできた別のアモルファス試料を形成できることを示す。また、金属ガラスのレプリカは、軟化点の低いポリマーやほかの金属ガラス用のモールドとしても使用できる。この「大量生産」プロセスを利用すれば、従来のリソグラフィー法を用いることなく、直接モールディング(鋳型成形)によってパターニングされた表面を大量に複製できる。我々は、これらの材料が示す優れた機械的特性、微細構造の均質性と等方性、熱可塑性加工の容易さを活用するマイクロスケールやナノスケールの金属ガラスの用途開発が、今回の知見によって促進されるだろうと予想している。

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