アソシエイト SAHEP プロジェクト主催の高解像度光学顕微鏡システムを手にするチュー マイン ホアン (左表紙) と生徒たち

オブジェクトを彫刻します。保持、回転、カット、ノミ、彫刻を自由に行うことができます。 マイクロ・ナノサイズの素材への彫刻は？ 超鋭い目と腕の良い人が必要ですか? いいえ！ 科学者は、特別なツールを用意し、小さな彫刻ヘッドを使用し、特別な機器を調べ、操作するときにこの微小な材料を回転させる必要があります。 世界中で、一部の企業や研究所は、この微細加工を行うための非常に高価な機械を所有しています。

ベトナムでは、最近、准。 Chu Manh Hoang – ハノイ科学技術大学の国際材料科学教育研究所 (ITIMS) の上級講師は、前提として、バイオメディカル センサーにおけるアプリケーション指向の機械的エッチングに基づく 2 次元プラズモニック材料の研究と製造に成功しました。現在これらのデバイスへのアクセスが制限されている高価な機械を置き換えるために、マイクロ/ナノ構造の製造における機械的エッチングシステムの研究開発。

マイクロ/ナノ構造の製造における機械的エッチング システムの開発の前提を研究します。

アソシエイト Chu Manh Hoang は電子材料エンジニアであり、ハノイ科学技術大学で材料科学の修士号を取得しています。 2011 年、彼は東北大学 (日本) でメカトロニクス – オプトロニクス マイクロシステムの分野で博士論文の弁護に成功し、ハノイ科学技術大学で産業界に戻る前に、海外のいくつかの研究室で働きました。 現在、彼はベトナムで数少ないマイクロメカニカル技術の訓練を受けた科学者の 1 人です。

アソシエイト Chu Manh Hoang が第 11 回 National Optics and Spectroscopy Conference に参加しました (Hoa Binh, 2020)

彼の研究プロジェクトは 2017 年から実施されており、いくつかの最初の結果があり、現在は SAHEP プロジェクト (世界銀行のベトナム高等教育の質向上プロジェクト) によってサポートされています。生物医学センサーにおける方向付けられた機械的エッチングの適用に基づく次元プラズモニック材料。

機械彫刻技術は、鋭利な先端を使用して材料に彫刻し、マイクロ/ナノ サイズのパターン (非常に小さいサイズ) を作成するものであることが理解できます。 ベトナムでは、マイクロサイズの製造技術はあまり研究されていません。 Assocが率いる研究チーム。 Chu Manh Hoang は、多数のマイクロ/ナノスケール ツールを開発するプロジェクト リーダーであり、2 次元プラズモニック材料を生成するためのマイクロ金型を作成します。

現在、科学研究の世界では、プラズモニクスは非常に「ホットな」分野であり、生物医学センサー、環境センサー、太陽電池などに多くの用途があります。私たちの研究プロジェクトは、制御可能なサイズと周期を持つ秩序化された二次元プラズモニック材料を製造します; 四角形、円などを作成できます…」 – Assoc. Hoang は言います.

研究プロセスについて言えば、Assoc。 Hoang 氏によると、このプロジェクトの課題は、マイクロ/ナノ スケールで金型を研究および製造することです。 マイクロサイズの金型は、握ったり、回転させたり、肉眼で見ることはできません。 アソシエイト Chu Manh Hoang 氏は、このようにマイクロナノ スケールを動かすことができるように、多くのツールを作成しました。

研究チームは、静電引力を使用してマイクロディスプレーサを設計し、ナノサイズのエッチングヘッドの動きを正確に制御し、プラズモニックナノ構造材料の製造への応用を導​​きました。

これに伴い、このグループは、マイクロメカニカル スプリングを組み合わせたマイクロ プランジャー モデルを提案し、マイクロ プランジャーの動作を研究するためのコンピューター モデルとシミュレーション モデルを構築しました。 100 ナノメートル未満のサイズの彫刻ヘッドは、微小電気機械技術に基づいて首尾よく製造されています。 マイクロ/ナノ彫刻、機械彫刻では、私たちのようなグループは少なく、光学彫刻にはいくつかあります。

マイクロ/ナノサイズの詳細を彫刻するために、一部の大企業や研究所では、数百億ドンの費用がかかる非常に高価な機械を使用することが知られています. 世界中の多くの科学者は、製造効率の低い高価な機械を置き換えるために、マイクロ/ナノ構造を製造するソリューションにも取り組んでいます。

PSGグループ。 Chu Manh Hoang は、そのようなツールを作成する新しい方法を発見しました。 また、マイクロメカトロニクス技術に基づくマイクロ・ナノツールの製造技術も追求しています。 マイクロ・ナノエッチングの分野では、光エッチングの研究グループが多く、ハノイ工科大学の研究グループのようなマイクロメカトロニクス技術に基づく機械エッチングの研究グループは多くありません。 .

アソシエイト Hoang と彼の同僚は、エッチング ヘッドを使用してプラズモニック ナノ構造材料をエッチングする実験を行い、良好な結果が得られました。 これらの研究は、現在ベトナムでこれらのデバイスへのアクセスが制限されている高価な機械を置き換えるために、マイクロ/ナノ構造の製造における機械的エッチングシステムの開発の前提として役立ちます。 さらに、低コストの微細加工デバイスの開発は、科学とナノテクノロジーの開発で発生します。

アソシエイトハノイ科学技術大学での博士論文公聴会でのチュ・マイン・ホアンさん（写真中央）と奨学生たち

研究テーマは学際的です: メカトロニクス、物理学、材料、1 億 3000 万 VND の SAHEP の支援を受けて、1 年間の実施後、研究チームは非常に効率的に作業を進めました。 )、2 つの国際会議で発表され、1 つの ESCI 論文 (Q3) が出版のために受理され (証明付き)、2 つの書籍の章が掲載されました。 この分野の研究成果は、大学院生の研修に活用されています。大学院生 1 名、大学院生 1 名、博士号取得者 1 名、修士号取得者 1 名の研修サポート。 多くのアプリケーション、特に生物医学的感度のプラズモニック ナノ構造を作製する技術の開発の基礎です。

「SAHEP は、研究実施の特定の段階でより積極的になるのに役立ちます」

アソシエイトによると。 SAHEP プロジェクトの支援元である Chu Manh Hoang は、科学者が研究の特定の段階で主導権を握り、機器、材料、化学物質を購入するのを助けました。 このトピックを研究する際に彼と彼の同僚が最も使用した機器は、高解像度の光学顕微鏡であり、研究トピックのためにSAHEPが支援する資金でグループによって購入されました。 ハノイ工科大学の前にもこの装置はありましたが、機械は低く、解像度と倍率は高くありませんでした。マイクロ/ナノ構造の材料/コンポーネントは、機械が配置されている「クリーンルーム」のような特別なラボで事前にテストする必要がありました.

現在、より高度な機器を使用して、チームはサイズが数マイクロメートルの材料を観察し、エッチング チップの基本構造、エッチング後の材料の構造を積極的に検証できます。部屋で直接、方向性を示すための結果を即座に得ることができます。修正する、次の研究ステップを実行して目的の研究結果を得る、科学論文を書くための信頼できるデータを取得する.テーマ研究だけでなく、学生は学習プロセス中にこのデバイスを使用することもできます.

マイクロ/ナノ構造を作製するために、チームは、フォトリソグラフィ、ドライ エッチング、ウェット エッチング、スパッタリング マシン、酸化炉、高解像度光学顕微鏡、電気顕微鏡などの特殊な機械を使用します。 ひいては、ハノイ工科大学の教師と学生のトレーニングと研究に対する非常に「熱い」ニーズを満たしています。

研究者に最もよく聞かれる質問は、結果をどのように応用するかということです。 Chu Manh Hoang教授の研究テーマは、エッチング技術を用いたマイクロ・ナノ構造を有する材料の基礎研究であり、生体センサーや環境センサーに応用されています。 アソシエイト Hoang 氏は、このグループは多数の特許を登録し、施行の方向に近づくと述べた。

しかし、産業生活に広く適用されるためには、この主題はより多くの研究時間とより長い投資を必要とします。 「総合的な製造技術を開発するために研究を続けます」 – Assoc. チュー・マイン・ホアンは断言した。

ジア・ハン。 写真：CNVC