2016 Fiscal Year Research-status Report
表面構造と内部屈折率分布により実現する新しい反射防止ガラスの創製
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15K18228
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| Research Institution | Kitami Institute of Technology |
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Principal Investigator |
酒井 大輔 北見工業大学, 工学部, 助教 (10534232)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 反射防止 / 微細構造 / ガラス / 厳密結合波解析法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ガラスの表面構造及び内部屈折率変調を利用し、これまでに無い反射防止特性を有するガラスの実現を目指している。実現に向けた手法としては、これまでに申請者らが発見・確立してきたガラス内部の屈折率制御法に、新たに発見した選択的気相堆積法を組み合わせ、微細表面構造と内部屈折率変調による反射防止効果を得る。本研究では、
・選択的な気相堆積メカニズムの解明: 選択性, 堆積可能な構造と材料
・反射防止のための表面構造と内部屈折率分布の最適化: 理論的な表面構造及び内部屈折率分布による反射防止計算, ガラス上に実現する反射防止特性とその評価
の2点を明らかにすべき課題として、研究を実施してきた。
研究2年目となる本年度は、反射計算に必要となるソフトウェアを導入し、計算モデルの作製とシミュレーションを主として実施した。本研究では、計算手法として厳密結合波解析(Rigorous Coupled Wave Analysis: RCWA)法を用いた。ガラス内に形成される屈折率の変調部とガラス表面に形成される微細表面構造の形状モデルを作成した。屈折率変調部の深さと表面構造の高さ、微細構造の周期、屈折率を変数として計算することで、反射に与える影響を見積もることができた。計算結果を参考に今後実験を実施し、理想的な反射防止構造の作製を進める。これまでに得られた主な実績として、ガラス上にSiO2を選択的に堆積させる実験結果をまとめた論文が「Scientific Reports」に掲載され、プレス発表により研究内容を公開することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
実施計画に基づき、順調に研究を進めることが出来た。
ガラス表面に形成される微細構造と内部屈折率分布から生じる反射の計算に必要なソフトウェアの導入・シミュレーションを行うことで、当初課題としていた理論的な反射防止計算を遂行することが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度となる本年は、シミュレーション結果をもとにした実験をおこない、反射防止構造の形成と評価を進める。
まず、現時点での課題の一つとして、コロナ放電堆積法によりガラス上に形成される微細構造の屈折率が正確に計測出来ていない点がある。これまでに、プリズムカップリング法を試みたが、正確に計測値を得ることが出来なかった。そこで、新たにアッベ屈折計の使用、またはRCWA法を用いた回折効率と表面構造からの屈折率の計算をおこなう。この時、計測された屈折率がシミュレーションで算出される理想値からずれてしまう場合、堆積する材料について、新たに検討する。
堆積材料の屈折率計測結果をもとにシミュレーションパラメータを修正し、反射防止特性を得られる構造を算出する。その後、ガラス上に理想とする構造を実現するための実験をおこなう。これまでに明らかになっているコロナ放電堆積特性より、可能な限り効率的に実験条件を定める。
作製した反射防止構造は、分光光度計を用いて評価し、シミュレーション結果との比較考察をおこなう。結果をシミュレーションにフィードバックすることでより精度を高め、反射防止構造の実現を目指す。
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| Causes of Carryover |
消耗品が想定よりも安価で購入できたため、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
生じた次年度使用額は、最終年度での実験に必要となる消耗品の購入に充てる予定。
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[Journal Article] Selective Deposition of SiO2 on Ion Conductive Area of Soda-lime Glass Surface2016
Author(s)
D. Sakai, K. Harada, Y. Hara, H. Ikeda, S. Funatsu, K. Uraji, T. Suzuki, Y. Yamamoto, K. Yamamoto, N. Ikutame, K. Kawaguchi, H. Kaiju, J. Nishii
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 6
Pages: 27767-1-7
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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