2017 Fiscal Year Research-status Report
ダイヤモンド メタモルフォーゼ スライシング の提案と検証
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17K18820
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
森田 昇 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (30239660)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松坂 壮太 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (30334171)
比田井 洋史 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (60313334)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | レーザ / ダイヤモンド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ダイヤモンド内部に超短レーザを集光することで焦点近傍のみでグラファイト化させること，さらにグラファイトのみをエッチングにより溶解することで，半導体材料としてダイヤモンドを利用する際に必要となるスライシング技術の実現を目指している．
本年度はグラファイト層を形成する2 つの方法を検討した。ダイヤモンド裏面をフェムト秒レーザにより加熱グラファイト化させた．このグラファイト部分がレーザを吸収することから，光軸と同方向に焦点を走査させることでグラファイト部分をレーザ光源に向かって成長させた．もう1 つの方法としてダイヤモンド内部の任意点にレーザを集光してエネルギー密度を高め、多光子吸収を起こしてその部分をグラファイト化し，光軸とは直交する方向に走査することで変質層を形成した．それらの加工中の様子をレーザとは直交する方向から顕微鏡を用いて観察できるような実験装置を構築した．
実験の結果，超短パルスレーザによる変質のみでは，集光部分が完全にはグラファイト化せずエッチングが十分に進まなかったため，さらに別のレーザを異なる方向からレーザ照射することで，グラファイト化を進めることを試みた．
グラファイト層およびその近傍の結晶組織の分析を行い，グラファイト層を形成した試料を切断研磨し、グラファイト層を表面に露出させ評価した．ラマン分光分析を中心に、結晶構造、グラファイト化している領域、周辺部のダメージなどを評価した．
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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
当初予定していたグラファイト化，観察システムの構築，in situ観察などは予定通り進行している．グラファイト化が十分に進まない問題があったものの，別のレーザを用いることでさらにグラファイト化を進めることができたため，問題を回避することができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
予定通り，2018年度以後は分析，熱計算などを行っていく．
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