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In-process nano surface processing control by using time resolved coherent phonon excitation on semiconductor target with

Research Project

Project/Area Number 25289017
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
Section一般
Research Field Production engineering/Processing studies
Research InstitutionKyushu University (2014-2015)
Osaka University (2013)

Principal Investigator

Hayashi Terutake  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00334011)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高谷 裕浩  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70243178)
道畑 正岐  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70588855)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000)
Fiscal Year 2015: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2014: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2013: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000)
Keywordsフェムト秒レーザー / 表面励起加工 / コヒーレントフォノン / コヒーレント励起 / インコヒーレント励起 / アブレーション / パルストレイン / ダブルパルス / 表面励起 / レーザー加工 / ダメージレス加工 / 表面加工 / ナノ加工 / レーザーアブレーション / パルストレインビーム / レーザーアブレ-ション
Outline of Final Research Achievements

A novel surface processing method is proposed and investigated the fundamental phenomena for processing the localized incoherent and coherent photo excited field. A novel surface processing method is proposed to process the semiconductor target with stimulation by a pulse train beam, which has several peak within their time duration in a few pico second. After first peak is irradiated, a incoherent plasma or a coherent lattice excitation is instantly stimulated on the target. The author consider a surface processing procedure using the low fluence laser beam to process the photo excited surface. In order to verify the feasibility of the proposed method, we investigate the surface morphorolgy on the semiconductor target when the double pulse beam is irradiated with interval from 10 ps to 100 ps. The time resolved observation of surface morphology is performed to understand the fundamental process for low fluence beam processing on the localized thermaly excited surface.

Report

(4 results)
  • 2015 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2016 2015 2014 2013

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (9 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Dynamics of spallation during femtosecond laser ablation studied by time-resolved reflectivity with double pump pulses2016

    • Author(s)
      Takayuki Kumada, Tomohito Otobe, Masaharu Nishikino, Noboru Hasegawa, and Terutake Hayashi
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 108 Issue: 1 Pages: 011102-011102

    • DOI

      10.1063/1.4939231

    • NAID

      120006502168

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] ダブルパルスビームを用いた時間分解表面励起加工に関する研究2016

    • Author(s)
      林 照剛,横尾英昭,王成武,松川洋二,黒河周平
    • Organizer
      電気加工学会全国大会
    • Place of Presentation
      四国大学交流プラザ
    • Year and Date
      2016-12-03
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] フェムト秒レーザーを用いた半導体ウェハ表面のコヒーレントフォノン励起加工に関する研究2016

    • Author(s)
      林 照剛,横尾英昭,黒河周平,松永啓伍,王 成武,松川洋二
    • Organizer
      精密工学会春期全国大会
    • Place of Presentation
      東京理科大学
    • Year and Date
      2016-03-14
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] フェムト秒レーザーを用いた半導体表面励起加工に関する研究2015

    • Author(s)
      林 照剛, 横尾英昭, 王 成武, 松川洋二, 黒河周平
    • Organizer
      日本機械学会年次大会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2015-09-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] フェムト秒レーザーを用いた半導体ウェハ表面のコヒーレントフォノン励起加工に関する研究(第2報)-加工エネルギー閾値の検討2015

    • Author(s)
      林 照剛,横尾英昭,黒河周平,王 成武,松川洋二
    • Organizer
      精密工学会秋期全国大会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2015-09-04
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] フェムト秒レーザーを用いた半導体ウェハ表面のコヒーレントフォノン励起加工に関する研究2015

    • Author(s)
      林 照剛, 横尾英昭,王成武,松川洋二,黒河周平
    • Organizer
      精密工学会春期全国大会
    • Place of Presentation
      東洋大学
    • Year and Date
      2015-03-17 – 2015-03-19
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] フェムトパルストレインによるコヒーレントフォノン励起加工に関する研究(第 2 報) -コヒーレントフォノンの時間分解計測システムの開発-2015

    • Author(s)
      大菊 崇弘, 林 照剛, 道畑 正岐, 高谷 裕浩
    • Organizer
      精密工学会春期全国大会
    • Place of Presentation
      東洋大学
    • Year and Date
      2015-03-17 – 2015-03-19
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] フェムトパルストレインによるコヒーレントフォノン励起加工に関する研究(第二報) -コヒーレントフォノン励起状態の時間分解計測-2014

    • Author(s)
      林 照剛, 大菊崇弘, 道畑正岐, 高谷裕浩
    • Organizer
      精密工学会春期全国大会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] フェムトパルストレインによるコヒーレントフォノン励起加工に関する研究(第三報) -テラヘルツ帯域でのエネルギー伝達機構の検討-2014

    • Author(s)
      林 照剛, 大島玄喜, 道畑正岐, 高谷裕浩
    • Organizer
      精密工学会春期全国大会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Study on surface processing by using femto-second pulse train beam with excitation of coherent phonon2013

    • Author(s)
      Terutake Hayashi, Yusuke Fukuta, Masaki Michihata, and Yasuhiro Takaya
    • Organizer
      28th Annual Meeting of the American Society for Precision Engineering, (ASPE2013)
    • Place of Presentation
      St. Paul, Minnesota, USA,
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] レーザー加工装置2015

    • Inventor(s)
      林 照剛,黒河周平
    • Industrial Property Rights Holder
      九州大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2015-170450
    • Filing Date
      2015-08-31
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] レーザー加工装置,レーザー加工方法及び加工物の製造方法2014

    • Inventor(s)
      林 照剛,高谷裕浩,道畑正岐
    • Industrial Property Rights Holder
      林 照剛,高谷裕浩,道畑正岐
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2014
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-05-21   Modified: 2019-07-29  

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