2021 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 |
本研究では，我々が発見した，超短パルスレーザー駆動光還元反応を起点とした誘起微粒子集積固化現象の機構解明と制御指針の構築に取り組んでいる．従来の光加工は，光を吸収しその後に適切な光反応経路を有さない材料には原理的に適用が困難であったが，上記の集積現象を用いることで，非感光性材料を含む多様な機能性材料に適用可能なレーザー微細描画が可能となる．前年度までに，高速度カメラを用いた集光部の直接観察を行い提案機構の妥当性を評価してきたが，本年度は，高輝度量子ドットの集積および他波長レーザーを用いた微粒子集積固化現象の評価を行った．前者は溶液と粒子の相互作用を制御することで高輝度蛍光パターンを形成することに成功し，また，後者では，短波長レーザーをプロセス光源として用いることで集積固化現象が著しく促進され高速度での集積パターンの形成が可能となった．速度ごとのパターン形状評価を行い，高速度レーザー走査では特徴的な断面形状が現れた．提案機構に基づけば，光還元反応が現象の起点であり，その後の集積固化プロセスでは波長依存性は小さいが，この特徴的断面の形成は，提案機構と整合した．また，研究計画の一つである集積固化粒子量の最大化にも取り組み，パターン断面の90%以上を粒子層とすることを実現した．今後は，熱流体解析とコア形状の影響評価を進め，集積固化機構の詳細検討を進めるとともに，熱分布と集積固化特性の関係性を明らかにしていく．
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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
研究目的である集積固化現象の機構解明が実験と解析の両面で大きく進んでおり，また，それに伴い制御指針の構築も順調に進んでいるため．
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| Strategy for Future Research Activity |
熱流体解析と高速度カメラ観察から，集光部近傍の熱分布と集積固化特性の関係性を明らかにしていく．
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