1994 Fiscal Year Annual Research Report

レーザーアブレーションによる高機能無機材料創成の研究

Research Project

Project/Area Number	06044140
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	川合知二大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (20092546)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	金井真樹大阪大学, 産業科学研究所, 教務職員 (50243267) 田畑仁大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (00263319) SZABO Gabor Jate University, Dept. Apple Phys., Prof. LIEBER Charl Harvard University, Dept. Chemistry, Prof.
Keywords	レーザーアブレーション / 誘電体 / 超伝導体 / 無機機能材料 / 人工格子 / エキシマレーザー / 金属酸化物
Research Abstract	レーザーアブレーション法は、誘電体、超伝導体など様々な種類の無機積層機能薄膜が形成でき、有力な機能性無機材料作成法として注目されている。レーザーアブレーション法をさらに発展させ、原子分子層制御無機機能性人工格子などの設計、合成に応用していくには、アブレーションのメカニズムを明らかにすることと同時に、レーザーアブレーション特有の特徴を薄膜形成に生かして新しい人工物質を実際に創成していくことが重要である。この様な目的のために、本年度は、主に金属酸化物、特に最近その重要性が認識されている強誘電体(PbTiO_3,BaTiO_3,SrTiO_3)と超伝導体(Bi_2Sr_2CaCu_2O_8系)を中心にしてレーザーアブレーションのメカニズムと薄膜形成の決定要因の解明について調査研究を行った。既存のエキシマレーザーを用いて、上記物質群のアブレーションメカニズムを調べた。時間分解質量分析器を用い放出粒子の光強度依存性、及び、アブレートされた部分の微視的モルフォロジーなどを調べた結果アブレーションが、主に多光子光化学的プロセスをトリガーとして起こっていることが明かになってきた。さらに、アブレーションの中の発光スペクトルの動的分析により、上記過程の原子論的プロセスを議論し、後続するレーザー光の吸収によりエネルギーが分配されボルツマン分布を引き起こしていることを明確にした。人工物質の創成としては、BaTiO_3/SrTiO_3の超格子構造をレーザーアブレーションにより数分子層から数十分子層の周期で創り、その成長過程をAFM(原子間力顕微鏡)で観察することにより原子層単位で制御できることを明らかにした。

Research Products
(8 results)

All Other

All Publications (8 results)

[Publications] M.Kanai: "Superconductivity of (Ba,Sr,Ca)CuO_2 Artificial Lattices." Physica C. 235-240. 174-177 (1994)
[Publications] H.Nishikawa: "Laser-ablation Mechanism of Sr Metal Investigated by Time-of-flight Mass Spectroscopy." Jpn.J.Appl.Phys.33. L1090-L1092 (1994)
[Publications] H.Tabata: "Formation of Artificial BatiO_3/SrTiO_3 Superlattices Using Pulsed Laser Ablation and Their Dielectric Properties." Appl.Phys.Lett.65. 1970-1972 (1994)
[Publications] H.Tabata: "Construction of SrTiO_3/BaTiO_3 Strained Superlatices and Their Dielectric Properties." Proc.Mat.Res.Soc.(1994)Fall Meeting in Boston.
[Publications] H.Tabata: "Film Formation of the Perovskite Type Materials(MTiO_3;M=Ca,Sr,Ba,Pb)by a Laser Deposition." Proc.Mat.Res.Soc.(1994)Fall Meeting in Boston.
[Publications] S.Matsunari: "Superconductivity in Artificially Layered(BaAuO_x)(BaCuO_<2+Y>)(CaCuO_2)_2 Thin Films." Jpn.J.Appl.Phys.34. L20-L22 (1995)
[Publications] H.Tabata: "Strained BaTiO_3/SrTiO_3 Superlattices Formed by a Laser Ablation Technique and Their High Dielectric Properties." Jpn.J.Appl.Phys.34. 544-547 (1995)
[Publications] K.Koguchi: "Atomic-scale Images of the Growth Surface of Ca_<1-x>Sr_xCuO_2 Thin Films." Science. 267. 71-73 (1995)

1994 Fiscal Year Annual Research Report

レーザーアブレーションによる高機能無機材料創成の研究

Principal Investigator

川合 知二 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (20092546)

Research Products

[Publications] M.Kanai: "Superconductivity of (Ba,Sr,Ca)CuO_2 Artificial Lattices." Physica C. 235-240. 174-177 (1994)

[Publications] H.Nishikawa: "Laser-ablation Mechanism of Sr Metal Investigated by Time-of-flight Mass Spectroscopy." Jpn.J.Appl.Phys.33. L1090-L1092 (1994)

[Publications] H.Tabata: "Formation of Artificial BatiO_3/SrTiO_3 Superlattices Using Pulsed Laser Ablation and Their Dielectric Properties." Appl.Phys.Lett.65. 1970-1972 (1994)

[Publications] H.Tabata: "Construction of SrTiO_3/BaTiO_3 Strained Superlatices and Their Dielectric Properties." Proc.Mat.Res.Soc.(1994)Fall Meeting in Boston.

[Publications] H.Tabata: "Film Formation of the Perovskite Type Materials(MTiO_3;M=Ca,Sr,Ba,Pb)by a Laser Deposition." Proc.Mat.Res.Soc.(1994)Fall Meeting in Boston.

[Publications] S.Matsunari: "Superconductivity in Artificially Layered(BaAuO_x)(BaCuO_<2+Y>)(CaCuO_2)_2 Thin Films." Jpn.J.Appl.Phys.34. L20-L22 (1995)

[Publications] H.Tabata: "Strained BaTiO_3/SrTiO_3 Superlattices Formed by a Laser Ablation Technique and Their High Dielectric Properties." Jpn.J.Appl.Phys.34. 544-547 (1995)

[Publications] K.Koguchi: "Atomic-scale Images of the Growth Surface of Ca_<1-x>Sr_xCuO_2 Thin Films." Science. 267. 71-73 (1995)

川合知二大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (20092546)