2015 Fiscal Year Annual Research Report
シリカ薄膜創成と超短パルスレーザ照射を複合したガラス表面への微細構造創成法の開発
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25289010
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
厨川 常元 東北大学, 医工学研究科, 教授 (90170092)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
嶋田 慶太 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30633383)
水谷 正義 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50398640)
今野 豊彦 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (90260447)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 成膜 / レーザ / 機能性インターフェース / 微細構造 / ガラス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)ガラス薄膜創成実験：前年度に引き続き種々のパーヒドロポリシラザンPHPSを用いてガラス表面への成膜実験を行った。塗布法に関しては前年度に良好と判断したバーコート法で均一塗布する。PHPSの反応は加水分解であるため、温度、湿度(天候)に大きな影響を受けていた。そこで装置全体を温度、湿度が可変できるチャンバー内に設置し、室温23度，湿度30-50%にコントロールした雰囲気で実験を行った。膜厚は再現性があり、またその均一性は4inウエハ内で2500nm±130であった。
またレーザ走査工程では、走査ピッチとレーザ照射径から得られる照射パルス数の分布が加工表面の微細構造の均一性とよく一致することがわかった。さらに膜に薄い着色が見られたが、900度アニール処理によって着色の原因であるシリコン凝集塊をガラス化して透明にすることに成功した。
(2)反射防止膜の機械的性質並びに光学的性質の評価：本加工手法により石英ガラス基材の表面に20 mm×20 mm の面積で無反射構造体を作製した。作製した石英ガラスの表面反射率は550 nm の波長域で0.44 %に低減しており、本加工手法にてモスアイ効果による反射防止機能を付与していることを示した。
(3)超短パスルレーザ照射による微細構造生成メカニズムの解明：ガラス前駆物質における超短パルスレーザ加工の進行過程を照射パルス数ごとに断面観察したところ、微細構造は表面から徐々にアブレーションにより飛散するのではなく、PHPS 塗布膜の中間部に発生したクラックから剥離し界面の周期構造が現れるという特徴的な過程を経ることを明らかにした。このクラックは、PHPS のガラス転化反応に伴う反応ガスの閉じ込めにより発生し、その後反応収縮に伴う面内方向の内部応力によりクラックが膜厚み方向に成長することがわかった。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Shuhei KODAMA, Akihiro SHIBATA, Shinya SUZUKI, Keita SHIMADA, Masayoshi MIZUTANI, Tsunemoto KURIYAGAWA2015
Author(s)
Shuhei KODAMA, Akihiro SHIBATA, Shinya SUZUKI, Keita SHIMADA, Masayoshi MIZUTANI, Tsunemoto KURIYAGAWA
Organizer
日本機械学会
Place of Presentation
Kyoto Research Park, Kyoto
Year and Date
2015-10-19 – 2015-10-21
Int'l Joint Research
