2019 Fiscal Year Annual Research Report
フェムト秒レーザ液中還元に基づく微粒子集積固化現象の解明と制御指針の構築
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19H02474
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
西山 宏昭 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (80403153)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ナノ材料 / フェムト秒レーザー / 多光子反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は，材料の感光性に限定されないレーザー微細加工プロセスの開発に取り組んでいる．過去数十年にわたり，国内外でレーザー照射によるマイクロ配線形成や機能性素子の作製が多く報告されてきた．同プロセスは有用だが，一方で，大きな技術的課題を抱え続けてきた．それは，被加工材料の吸収特性と照射レーザー波長のマッチングに，そのレーザー加工特性が極めて強く依存することである．このため，レーザー加工，特に光反応が主体となる微細加工領域においては，レーザー加工の適用には非常に強い材料制限が存在した．このような中，我々は，近年，レーザー多光子還元を起点とした，ナノ材料の特異な集積固化現象を発見した．この現象は，代表的な高透過性材料であるSiO2やその関連材料であっても容易にマイクロ配線化することが可能である．
本研究では，この多光子還元に伴うナノ材料集積固化現象の機構解明と制御指針の構築を目的としている．本年度は，ナノ材料の集積固化が起こるレーザー集光部の高速度カメラ観察を行うとともに，集積部の詳細な形態観察を行った．これまでの我々の研究から推定していた集積固化機構に近い現象であることが明らかとなり，また，これまで抱えていた機構モデルの矛盾点が実は矛盾しておらず物理的描像として整合していることが分かったことは大きな知見である．集積固化現象の時間成長から，推定機構との整合点が多く確認できた一方で，予想外の規模で現象が生じていたことも分かった．今後，測定光学系を改良し，一層の詳細な特性測定を行い，機構解明へと展開していく．
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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
今年度に計画していた測定データの多くを取得するとともに，機構解明に関する新たな視点を獲得したため．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に構築した計測光学系を増築し，一層の現象解明につなげる予定である．そのための体制は整いつつあるが，新型コロナウィルスの影響で，実験器具の納品などが遅れ，実際の測定は遅れるかも知れない．
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