2019 Fiscal Year Research-status Report
Development of pulsed laser deposition using free electron infrared laser
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19K22132
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
中嶋 宇史 東京理科大学, 理学部第一部応用物理学科, 准教授 (60516483)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | 赤外自由電子レーザー / パルスレーザー堆積法 / アブレーション / 薄膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、赤外自由電子レーザーを光源とした新たなパルスレーザー堆積法を確立することで、有機物薄膜を高品質に成膜させる技術を創出することにある。従来、酸化物や金属薄膜の成膜において、エキシマレーザーやYAGレーザーを光源としたパルスレーザー堆積法が用いられ、結晶性が精緻に制御された高品質膜が得られることが知られている。一方で、同手法を有機物に対して用いた場合、分子構造を破壊することなく成膜することは困難である。赤外自由電子レーザーは、波長可変性を有し、ピコ秒領域での短パルスを高出力で発振可能であるため、照射対象となる有機材料を分解することなく、分子間における特定の結合を選択的に分離し、対象分子を飛散させることができると考えられる。このような手法の確立を目指し、2019年度は赤外自由電子レーザーを照射する専用のチャンバーの開発ならびに、照射条件の絞り込みを目的とした照射実験を行った。チャンバーは赤外光の波長可変に対応できるよう複数の堆積基板を交換可能な設計とし、基板加熱、照射強度、照射角度、照射距離、照射焦点位置、真空度などを任意に調整でき、さらに数cm角の試料全面にレーザー光をスキャン照射できるシステムを新規に構築することができた。また、代表的な圧電性ポリマー材料であるポリフッ化ビニリデン膜に赤外自由電子レーザーを照射し、アブレーションが生じる特定波長域が存在することを見出すことができた。
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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
当初の計画通り、赤外自由レーザーの照射実験ならびに薄膜作成が可能なシステムを完成させることができた。複数の薄膜試料をチャンバーを開閉することなく実験が行えるように設計をアップグレードできたことは、今後照射波長依存性の実験を行う上で効果的であったと考えている。赤外自由レーザーの設備そのものの故障があり、ビームタイムが確保できないというトラブルもあったが、有機材料のアブレーション条件を特定波長に関して見出すことができたという点で、順調に研究を進めることができたと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
照射条件の設定パラメータ（照射波長、基板温度、基板位置、照射強度、照射角度、照射距離、照射焦点位置、真空度など）が多岐に渡るため、これらの最適化が今後重要であると考えている。まずは、引き続きポリフッ化ビニリデンに材料種を固定して、これらのパラメータを変化させたときの構造や物性の変化を系統的に調査していきたいと考えている。その上で、進捗状況に応じて他の材料種での実験を検討し、本手法を汎用化させるための指針を考えていく予定である。
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| Causes of Carryover |
作製したチャンバーの設計部品の仕様変更により差額が生じた。次年度以降においてもチャンバーの最適化は引き続き進めていく予定であり、その過程で差額分を含めた設計変更を行いながら、実験を進めていく予定である。
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Research Products
(12 results)
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[Journal Article] Machine Learning Classification Methods Using Data of 3-Axis Acceleration Sensors Equipped with Wireless Communication Means for Locating Wooden House Structural Damage2019
Author(s)
Ryota Tanida, Atsushi Yamamoto, Noriaki Takahashi, Natsuhiko Sakiyama, Sakuya Kishi, Takayuki Kishimoto, So Hasegawa, Kenjiro Mori, Yoichiro Hashizume, Jing Ma, Takashi Nakajima, Mikio Hasegawa, Takahiro Yamamoto, Takumi Ito, Takayuki Kawahara
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Journal Title
IEEE 15th of the annual Asia Pacific Conference on Circuits and Systems (APCCAS 2019)
Volume: -
Pages: 337-340
DOI
Peer Reviewed
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