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フェムト秒レーザー加工による新機能付与ナノ材料創製

研究課題

研究課題/領域番号 17760578
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 材料加工・処理
研究機関京都大学

研究代表者

橋田 昌樹  京都大学, 化学研究所, 助教授 (50291034)

研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2006年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2005年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワードフェムト秒レーザー / レーザー加工 / 新機能付与 / ナノ材料 / ナノ周期構造 / ナノアブレーション / 高電界強度 / クーロン爆発 / 固体表面
研究概要

本年度は、現有の極短パルス高強度レーザー(Ti : SapPhire laser、エネルギー100mJ、パルス幅130fs,繰り返し10Hz)システム、自動掃引ステージ組込型照射装置、飛行時間計測装置を用い以下に示す2つの研究テーマに取り組んだ。
ナノ構造形成機構のモデル化
ナノ構造形成のメカニズムでは、レーザー吸収過程、蒸発過程、ナノ構造形成過程に分けてモデル化を行った。吸収過程のモデルには、一般によく知られている多光子吸収モデルを用いるが、多光子吸収係数は平成17年度の成果から求めた。蒸発過程とナノ構造形成過程には、非線形性を考慮した表面定在波を仮定しモデル化を試みた。また。平成T.O.F質量分析装置を使い、蒸発物の成分やエネルギー分布からモデルの妥当性を検証した。また、絶縁材料のアブレーションメカニズム解明に取り組み、クーロン爆発している可能性を示唆する結果を得た。
機能性付加ナノ材料創成技術基盤の確立
フェムト秒レーザーを用いて鉄、チタンの金属や合金、酸化物にナノ周期構造を形成しナノ材料付与機能技術基盤の確立を目指した研究を実施。チタンの金属や合金、酸化物にナノ構造を形成し、熱伝導や電気伝導、磁性などに特徴のある変調の発現を調べた。また、光学的ナノ周期構造はフォトニック結晶として次世代光デバイスの新材料となる可能性あがる。チタン酸化物はバンドギャップが大きく可視光に対して透明になるので、これを用いた新しい光学素子材料の開発を試みた。また、電界放出型ディスプレーに利用されるカーボンナノチューブカソード電極の電子放出特性の改善を試みた。ナノ構造形成に適したレーザーパルス幅に成形するために、パルス幅モニター(オートコリレータ)を自作した

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (18件)

  • [雑誌論文] Ultrathin amorphous Si layer formation by femtosecond laser pulse irradiation2007

    • 著者名/発表者名
      Yu.Izawa, Y.Izawa, Y.Setsuhara, M.Hashida, M.Fujita, R.Sasaki, H.Nagai, M.Yoshida
    • 雑誌名

      Applied Physics Letter Vol.90

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A rapid flow mixer with 11-ms mixing time microfabricated by a pulsed-laserablation technique : observation of a barrier-limited collapse in cytochrome c folding2007

    • 著者名/発表者名
      S.Matsumoto, A.Yane, S.Nakashima, M.Hashida, M.Fujita, Y.Goto, S.Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of American Chemical society (In press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] フェムト秒レーザーによる材料の表面機能性付与加工2006

    • 著者名/発表者名
      橋田昌樹, 清水政二, 阪部周二
    • 雑誌名

      応用物理 第75巻4号

      ページ: 451-455

    • NAID

      10017541039

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Femtosecond laser ablation of carbon-nanotube cathode2006

    • 著者名/発表者名
      M.Hashida, S.Shimizu, S.Sakabe
    • 雑誌名

      Proceedings for APLS2006 APLS06

      ページ: 1-6

    • NAID

      10021104988

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Ablation and amorphization of crystalline Si by femtosecond and picosecond laser irradiation2006

    • 著者名/発表者名
      Yu.Izawa, Y.Setsuhara, M.Hashida 他
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics Vol.45No7

      ページ: 5791-5794

    • NAID

      10017999873

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Periodic microstructures produced by femtoseconnd laser irradiation on titanium plate2006

    • 著者名/発表者名
      M.Tsukamoto, K.Asuka, H.Nakano, M.Hashida, M.Katto, N.Abe, M.Fujita
    • 雑誌名

      Vacuum Vol.80

      ページ: 1346-1350

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] フェムト秒レーザーと単結晶Siの超高速相互作用2006

    • 著者名/発表者名
      井澤友策, 時田茂樹, 橋田昌樹, 藤田雅之, 井澤靖和
    • 雑誌名

      レーザー研究 第34巻11号

      ページ: 773-778

    • NAID

      10019372025

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Skinning of argon clusters by Coulomb explosion induced with an intense femtosecond laser pulse2006

    • 著者名/発表者名
      S.Sakabe, K.Shirai, M.Hashida, S.Shimizu, S.Masuno
    • 雑誌名

      Physical Review A Vol.74

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] The processing of single crystal diamond by ultra short pulse laser2006

    • 著者名/発表者名
      K.Harano, K.Nakamae, N.Toda, M.Hashida, S.Shimizu, S.sakabe
    • 雑誌名

      Proceedings of the 4^<th> International Congress on Laser Advanced Materials Processing

      ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 短パルスレーザーによるナノアブレーション2005

    • 著者名/発表者名
      橋田昌樹, 清水政二, 阪部周二
    • 雑誌名

      レーザー研究 第33巻8号

      ページ: 514-518

    • NAID

      10029621748

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] フェムト秒レーザー加工2005

    • 著者名/発表者名
      藤田雅之, 橋田昌樹
    • 雑誌名

      プラズマ・核融合学会誌 第81巻9号増刊号

      ページ: 195-201

    • NAID

      10016375191

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Elements and their transitions feasible for NEET2005

    • 著者名/発表者名
      S.Sakabe, K.Takahashi, M.Hashida, S.Shimizu, T.Iida
    • 雑誌名

      Atomic Date and Nuclear Data Tables Vol.91

      ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Observation of second harmonics in laser-electron scattering using low energy electron beam2005

    • 著者名/発表者名
      M.Iinuma, K.Matsukado, I.Endo, M.Hashida, K.Hayashi, A.Kohara, F.Matsumoto, Y.Nakanishi, S.Sakabe, S.Shimizu, T.Taniuchi, K.Yamamoto, T.Takahashi
    • 雑誌名

      Physics Letters A Vol.346

      ページ: 255-260

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Study of fast electron transport in hot dense matter using x-ray spectroscopy2005

    • 著者名/発表者名
      H.Nishimura, Y.Inubushi, M.Ochiai, T.Kai, T.Kawamura, S.Fujioka, M.Hashida, S.Shimizu, R.Kodama, K.A Tanaka, S.Kato, F.Koike, S.Nakazaki, H.Nagatomo, T.Johzaki, K.Mima
    • 雑誌名

      Plasma Physics and Controlled Fusion Vol.47

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Femtosecond laser produced periodic microstructures on titanium plate.2005

    • 著者名/発表者名
      M.Tsukamoto, K.Asuka, H.Nakano, M.Hashida, M.Katto, N.Abe, M.Fujita
    • 雑誌名

      Advances in Applied Plasma Science Vol.5

      ページ: 283-288

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] カーボンナノチューブ電極表面のフェムト秒レーザーアブレーション2005

    • 著者名/発表者名
      橋田昌樹, 清水政二, 阪部周二
    • 雑誌名

      第343回研究会レーザー学会報告 RTM-05-57

      ページ: 39-43

    • NAID

      10021104988

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] フェムト秒レーザーによる金属材料上への微細構造形成2005

    • 著者名/発表者名
      茅原崇, 塚本雅裕, 小溝裕一, 阿部信行, 飛鳥慶太, 田中学, 藤田雅之, 橋田昌樹
    • 雑誌名

      第343回研究会レーザー学会報告 RTM-05-53

      ページ: 13-17

    • NAID

      10017075946

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] フェムト秒レーザー加工を利用した高速混合装置の開発:蛋白質の折り畳み研究への応用2005

    • 著者名/発表者名
      松本周三, 屋根 晃, 後藤祐児, 橋田昌樹, 藤田雅之, 中島 聡, 高橋 聡
    • 雑誌名

      第343回研究会レーザー学会報告 RTM-05-59

      ページ: 51-55

    • NAID

      10017076023

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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