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フェムト秒レーザー加工による新機能付与ナノ材料創製

Research Project

Project/Area Number 17760578
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Material processing/treatments
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

橋田 昌樹  京都大学, 化学研究所, 助教授 (50291034)

Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Keywordsフェムト秒レーザー / レーザー加工 / 新機能付与 / ナノ材料 / ナノ周期構造 / ナノアブレーション / 高電界強度 / クーロン爆発 / 固体表面
Research Abstract

本年度は、現有の極短パルス高強度レーザー(Ti : SapPhire laser、エネルギー100mJ、パルス幅130fs,繰り返し10Hz)システム、自動掃引ステージ組込型照射装置、飛行時間計測装置を用い以下に示す2つの研究テーマに取り組んだ。
ナノ構造形成機構のモデル化
ナノ構造形成のメカニズムでは、レーザー吸収過程、蒸発過程、ナノ構造形成過程に分けてモデル化を行った。吸収過程のモデルには、一般によく知られている多光子吸収モデルを用いるが、多光子吸収係数は平成17年度の成果から求めた。蒸発過程とナノ構造形成過程には、非線形性を考慮した表面定在波を仮定しモデル化を試みた。また。平成T.O.F質量分析装置を使い、蒸発物の成分やエネルギー分布からモデルの妥当性を検証した。また、絶縁材料のアブレーションメカニズム解明に取り組み、クーロン爆発している可能性を示唆する結果を得た。
機能性付加ナノ材料創成技術基盤の確立
フェムト秒レーザーを用いて鉄、チタンの金属や合金、酸化物にナノ周期構造を形成しナノ材料付与機能技術基盤の確立を目指した研究を実施。チタンの金属や合金、酸化物にナノ構造を形成し、熱伝導や電気伝導、磁性などに特徴のある変調の発現を調べた。また、光学的ナノ周期構造はフォトニック結晶として次世代光デバイスの新材料となる可能性あがる。チタン酸化物はバンドギャップが大きく可視光に対して透明になるので、これを用いた新しい光学素子材料の開発を試みた。また、電界放出型ディスプレーに利用されるカーボンナノチューブカソード電極の電子放出特性の改善を試みた。ナノ構造形成に適したレーザーパルス幅に成形するために、パルス幅モニター(オートコリレータ)を自作した

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2007 2006 2005

All Journal Article (18 results)

  • [Journal Article] Ultrathin amorphous Si layer formation by femtosecond laser pulse irradiation2007

    • Author(s)
      Yu.Izawa, Y.Izawa, Y.Setsuhara, M.Hashida, M.Fujita, R.Sasaki, H.Nagai, M.Yoshida
    • Journal Title

      Applied Physics Letter Vol.90

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    • Author(s)
      S.Matsumoto, A.Yane, S.Nakashima, M.Hashida, M.Fujita, Y.Goto, S.Takahashi
    • Journal Title

      Journal of American Chemical society (In press)

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  • [Journal Article] フェムト秒レーザーによる材料の表面機能性付与加工2006

    • Author(s)
      橋田昌樹, 清水政二, 阪部周二
    • Journal Title

      応用物理 第75巻4号

      Pages: 451-455

    • NAID

      10017541039

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    • Author(s)
      M.Hashida, S.Shimizu, S.Sakabe
    • Journal Title

      Proceedings for APLS2006 APLS06

      Pages: 1-6

    • NAID

      10021104988

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    • Author(s)
      Yu.Izawa, Y.Setsuhara, M.Hashida 他
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics Vol.45No7

      Pages: 5791-5794

    • NAID

      10017999873

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      M.Tsukamoto, K.Asuka, H.Nakano, M.Hashida, M.Katto, N.Abe, M.Fujita
    • Journal Title

      Vacuum Vol.80

      Pages: 1346-1350

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      井澤友策, 時田茂樹, 橋田昌樹, 藤田雅之, 井澤靖和
    • Journal Title

      レーザー研究 第34巻11号

      Pages: 773-778

    • NAID

      10019372025

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      K.Harano, K.Nakamae, N.Toda, M.Hashida, S.Shimizu, S.sakabe
    • Journal Title

      Proceedings of the 4^<th> International Congress on Laser Advanced Materials Processing

      Pages: 1-6

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      橋田昌樹, 清水政二, 阪部周二
    • Journal Title

      レーザー研究 第33巻8号

      Pages: 514-518

    • NAID

      10029621748

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      藤田雅之, 橋田昌樹
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      プラズマ・核融合学会誌 第81巻9号増刊号

      Pages: 195-201

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      10016375191

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      S.Sakabe, K.Takahashi, M.Hashida, S.Shimizu, T.Iida
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      Atomic Date and Nuclear Data Tables Vol.91

      Pages: 1-7

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      M.Iinuma, K.Matsukado, I.Endo, M.Hashida, K.Hayashi, A.Kohara, F.Matsumoto, Y.Nakanishi, S.Sakabe, S.Shimizu, T.Taniuchi, K.Yamamoto, T.Takahashi
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      Physics Letters A Vol.346

      Pages: 255-260

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      H.Nishimura, Y.Inubushi, M.Ochiai, T.Kai, T.Kawamura, S.Fujioka, M.Hashida, S.Shimizu, R.Kodama, K.A Tanaka, S.Kato, F.Koike, S.Nakazaki, H.Nagatomo, T.Johzaki, K.Mima
    • Journal Title

      Plasma Physics and Controlled Fusion Vol.47

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  • [Journal Article] Femtosecond laser produced periodic microstructures on titanium plate.2005

    • Author(s)
      M.Tsukamoto, K.Asuka, H.Nakano, M.Hashida, M.Katto, N.Abe, M.Fujita
    • Journal Title

      Advances in Applied Plasma Science Vol.5

      Pages: 283-288

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      橋田昌樹, 清水政二, 阪部周二
    • Journal Title

      第343回研究会レーザー学会報告 RTM-05-57

      Pages: 39-43

    • NAID

      10021104988

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      茅原崇, 塚本雅裕, 小溝裕一, 阿部信行, 飛鳥慶太, 田中学, 藤田雅之, 橋田昌樹
    • Journal Title

      第343回研究会レーザー学会報告 RTM-05-53

      Pages: 13-17

    • NAID

      10017075946

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    • Author(s)
      松本周三, 屋根 晃, 後藤祐児, 橋田昌樹, 藤田雅之, 中島 聡, 高橋 聡
    • Journal Title

      第343回研究会レーザー学会報告 RTM-05-59

      Pages: 51-55

    • NAID

      10017076023

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      2005 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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