広いビームイオンビームエッチングを利用して、複数のダンベル形金属ナノ構造を一度に「横方向に削減」し、極めて小さいナノギャップを形成することで、複数の金属ナノギャップ構造の迅速な加工を実現する方法を提案し実証した。電子ビーム露光でパターン化されたレジスト構造を定義し、従来の金属蒸着と湿式剥離によりレジストパターンをダンベル形金属ナノ構造に転写し、最後に広いビームのイオンビームエッチングでトリミングを行った。実験により、エッチング時間を正確に制御することで、ダンベル形構造の2つのナノアンテナ間のギャップ距離を10 nm以下に制御でき、HSQネガティブレジストを用いたパターニング技術と組み合わせて、HSQナノテンプレート上に懸架された金属ナノギャップ構造を作製できることが示された。表面形態の評価からエッチング過程におけるナノ構造の形態変化法則を取得し、体系的な実験およびシミュレーションにより、懸架された金属ギャップ構造が表面増強ラマン散乱に優れていることが検証された。本手法は複数の極小金属ナノギャップ構造の一括成形に新しい考え方を提供し、大面積ラマンサブストレートの低コスト且つ高効率な製造において有望な応用展望を有する。

イオンビームエッチング;電子ビーム露光;金属ナノギャップ;10 nm以下;ラマン検出