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深紫外励起の島状金属薄膜表面増強ラマン散乱による加工変質層の構造評価

研究課題

研究課題/領域番号 17K06040
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関秋田大学

研究代表者

山口 誠  秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (90329863)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード加工変質層 / 材料評価 / ラマン分光法 / 表面分析 / ラマン散乱 / 紫外ラマン散乱 / 表面増強ラマン散乱 / 分光分析 / 解析・評価 / 分析科学 / 表面・界面物性 / 機械材料・材料力学
研究成果の概要

精密加工など行う際の加工によって生じる残留応力,結晶性変化などの微小表面欠陥の評価が精密加工の高度化のために重要な課題となっている.表面層の評価方法としてラマン散乱分光法に着目した.侵入長さの短い深紫外を用いたラマン散乱分光法と,表面増強ラマン分光法(SERS)を組み合わせた深紫外表面増強ラマン散乱分光法の評価の試みを行った.シリコン基板上に約50 nmの熱酸化膜を形成した後,紫外領域にプラズモン共鳴をもつPt微粒子を数nmスパッタ法により蒸着し,励起波長266 nmのラマンスペクトルを測定し,Pt微粒子製膜領域においてSERS効果により熱酸化膜のスペクトルが観測することができた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年,様々な分野において,ナノメートルサイズの微細化が試みられており,一例としてウエアラブル端末などの小型化に貢献し,日常生活を安全・安心性に役にたっている.このような精密加工など行う際の加工によって生じる残留応力,結晶性変化などの微小表面欠陥の評価が精密加工の高度化のために重要な課題となっている.侵入長さの短い深紫外を用いたラマン散乱分光法と,表面増強ラマン分光法(SERS)を組み合わせた深紫外表面増強ラマン散乱分光法の評価の試みを行った.これにより,極表面層の欠陥,結晶性などを評価することが可能となり,より高品質な加工法の開発に貢献できるものと考えている.

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (45件) (うち国際学会 16件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Otago University(ニュージーランド)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Raman Studies of Structural Changes in Diamond-like Carbon Films on Si Induced by Ultrafast Laser Ablation2022

    • 著者名/発表者名
      K. Takabayashi, K. Bin Khamaron, T. Tomita, T.Takahashi, Y. Kobayashi, M. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Journal of Laser Micro/Nanoengineering

      巻: 17 号: 1 ページ: 1-5

    • DOI

      10.2961/jlmn.2022.01.2001

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diamond slicing using ultrashort laser-induced graphitization and additional nanosecond laser illumination2019

    • 著者名/発表者名
      Hirai Haruna、Hidai Hirofumi、Matsusaka Souta、Chiba Akira、Mokuno Yoshiaki、Yamaguchi Makoto、Morita Noboru
    • 雑誌名

      Diamond and Related Materials

      巻: 96 ページ: 126-133

    • DOI

      10.1016/j.diamond.2019.04.037

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of texture shape on machining performance of textured diamond cutting tool2019

    • 著者名/発表者名
      Noritaka Kawasegi, Takumi Kawashima, Noboru Takano, Noboru Morita, Makoto Yamaguchi, Kazuhito Nishimura
    • 雑誌名

      Precision Engineering

      巻: 60 ページ: 21-27

    • DOI

      10.1016/j.precisioneng.2019.07.007

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Porous graphitic carbon nitride nanoplates obtained by a combined exfoliation strategy for enhanced visible light photocatalytic activity2019

    • 著者名/発表者名
      Wei Liua, Nobuhiro Iwasa, Shinichiro Fujita, Hitoshi Koizumi, Makoto Yamaguchi, Toshihiro Shimada
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: 499 ページ: 143901-143901

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2019.143901

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 加工閾値近傍でのピコ秒レーザー誘起Si上DLC膜の構造評価2022

    • 著者名/発表者名
      高林圭佑,三村一暉,富田卓朗,高橋孝,小林 洋平.山口 誠
    • 学会等名
      2022年第69回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザーアブレーションの走査型電子顕微鏡によるその場観察2022

    • 著者名/発表者名
      河野 太洋,峯元希,三村一暉,山口誠,岡田達也,富田卓朗
    • 学会等名
      2022年第69回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザー誘起のダイヤモンドの構造変化のラマン分光法による評価2021

    • 著者名/発表者名
      野澤明弘,高林圭祐,三村一暉,富田卓朗,山口誠
    • 学会等名
      2021年度精密工学会東北支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Si上DLC膜のレーザー痕のパルス幅・フルエンス依存性2021

    • 著者名/発表者名
      大竹康介,高林圭祐,三村一暉,高橋孝,富田卓朗,小林洋平,山口誠
    • 学会等名
      2021年度精密工学会東北支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Raman studies for structural change of DLC film on Si induced by ultrafast laser ablation2021

    • 著者名/発表者名
      K Takabayashi, Khaidir Bin Khamaron, T. Tomita, T. Takahashi, Y. Kobayashi, M Yamaguchi
    • 学会等名
      The 22nd International Symposium on Laser Precision Microfabrication
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spontaneous formation of the nano-periodic structures of DLC on SiC by picosecond laser irradiation2021

    • 著者名/発表者名
      Ken Yamamoto , Takashi Takahashi, Yoshiharu Utsumi, Akinori Shibata, Makoto Yamaguchi, Yohei Kobayashi, Takuro Tomita
    • 学会等名
      The 22nd International Symposium on Laser Precision Microfabrication
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modifications induced by femtosecond laser irradiation on (001) surface of diamond crystal2021

    • 著者名/発表者名
      Kenya Bando, Tomoyuki Ueki, Hiromu Hisazawa,Takuro Tomita,Tatsuya Okada,Makoto Yamaguchi,
    • 学会等名
      The 22nd International Symposium on Laser Precision Microfabrication
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The pulse duration dependent ablation crater on Si2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Mimura, Takashi Takahashi, Makoto Yamaguchi, Yohei Kobayashi, Takuro Tomita
    • 学会等名
      The 22nd International Symposium on Laser Precision Microfabrication
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ピコ秒レーザー照射によるSi上DLC膜の構造変化2021

    • 著者名/発表者名
      高林 圭佑、カイディール カマロン、山口 誠、富田 卓朗、高橋 孝、小林 洋平
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Si におけるレーザー加工痕のパルス時間幅依存性2021

    • 著者名/発表者名
      三村 一暉、高橋 孝、山口 誠、小林 洋平、富田 卓朗
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ピコ秒レーザー照射を用いたSiC上DLCにおけるレーザー誘起ナノ周期構造の形成2021

    • 著者名/発表者名
      山本 健、高橋 孝、内海 慶春、柴田 明宣、山口 誠、小林 洋平、富田 卓朗
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 粗面化したSiにおけるレーザ加工痕のパルス幅依存性2020

    • 著者名/発表者名
      三村一暉, 高橋孝, 山口誠, 小林洋平, 富田卓朗
    • 学会等名
      2020年度 応用物理・物理系学会中国四国支部 合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ピコ秒レーザー照射による4H-SiC上DLCの改質2020

    • 著者名/発表者名
      山本健, 高橋孝, 内海慶春, 柴田明宣, 山口誠, 小林洋平, 富田卓朗
    • 学会等名
      2020年度 応用物理・物理系学会中国四国支部 合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] SiC表面の短パルスレーザー照射よる表面改質層のラマン散乱分光法評価2020

    • 著者名/発表者名
      山口誠,高林圭祐,ルクマンハムバリ ビンザイニ,富田卓郎
    • 学会等名
      2020年度砥粒加工学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 集束イオンビーム照射誘起ダイヤモンド変質層における紫外線エッチングの酸素濃度依存性2020

    • 著者名/発表者名
      山口誠,アフザル ハフィジー ビン モハマド ジャマル, 神津知己,川堰宣隆,森田昇,西村一仁
    • 学会等名
      2020年度砥粒加工学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ピコ秒レーザー 照射による Si 上 DLC 膜の構造変化におけるパルス幅・フルエンス依存性2020

    • 著者名/発表者名
      カイディール ビン マカロン,高林 圭佑,山口 誠,高橋 考,富田 卓郎,小林 洋平
    • 学会等名
      精密工学会東北支部
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 集束イオンビーム照射により形成された単結晶ダイヤモンド変質層の深紫外ラマン散乱(第4報)-深紫外光照射によるラマン散乱スペクトルの変化の酸素濃度依存性-2020

    • 著者名/発表者名
      アフザルハフィジー,神津知己,山口誠,川堰宣隆,森田昇,西村一仁
    • 学会等名
      2020年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Observation of dependence of ta-C surface graphitization on Deep ultraviolet laser intensity2019

    • 著者名/発表者名
      T. Kozu, M. Yamaguchi, M. Kawaguchi, M. Yoshimura
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Manufacturing, Machine Design and Tribology
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Determination of crystallinity on poly (ether ether ketone) by using visible Raman spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      M. Yamaguchi, N. Kamihara, N. Ishikawa, J. I. Mapley, J. E. Barnsley, Sara J. Fraser-Miller, M. Jikei, M. Muraoka, K. C. Gordon
    • 学会等名
      10th International Conference on Advanced Vibrational Spectroscopy
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 集束イオンビーム(FIB)により形成されたダイヤモンド加工変質層における深紫外光照射効果のO2,Ar雰囲気の影響2019

    • 著者名/発表者名
      アフザル ハフィジー ビン モハマド ジャマル,神津知己,山口誠,川堰宣隆,森田昇,西村一仁
    • 学会等名
      2019年度精密工学会東北支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] SiCにおけるフェムト秒レーザー誘起表面改質の可視・紫外ラマン散乱分光2019

    • 著者名/発表者名
      ルクマンハムバリビンザイニ,山野太久,山口 誠,富田卓郎,岡田達也
    • 学会等名
      2019年度精密工学会東北支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 炭素繊維複合材料の結晶化度のハンディラマン分光器による評価の検討2019

    • 著者名/発表者名
      小林祥子,野上太郎,山口誠,村岡幹夫
    • 学会等名
      2019年度精密工学会東北支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ラマン散乱分光法による爪試料評価のための基礎的検討2019

    • 著者名/発表者名
      望月康竹,山口誠
    • 学会等名
      2019年度精密工学会東北支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 炭素系硬質薄膜におけるしゅう動誘起構造変化の表面増強ラマン散乱2018

    • 著者名/発表者名
      Hannis Syazwani binti Zulkarnain,山野太久,山本良之,山口誠,野老山貴行
    • 学会等名
      2018年度精密工学会東北支部講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] SiCにおけるフェムト秒レーザー誘起表面改質層の深紫外光ラマン2018

    • 著者名/発表者名
      MUHAMMAD AZRUL HAMZI BIN AZHARRI,山口誠,富田卓郎,岡田達也
    • 学会等名
      2018年度精密工学会東北支部講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 集束イオンビームにより形成されたダイヤモンド加工変質層おける紫外光照射効果の酸素雰囲気の影響2018

    • 著者名/発表者名
      ホアンロンミン,神津知己,山口 誠,梅本好日古,川堰宣隆,森田昇,西村一仁
    • 学会等名
      2018年度精密工学会東北支部講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 固体試料における島状金属粒子形成による深紫外表面増強ラマン散乱2018

    • 著者名/発表者名
      山野太久,山本良之,山口誠,梅本好日古
    • 学会等名
      2018年度精密工学会東北支部講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ta-C薄膜における深紫外照射効果の酸素濃度依存性2018

    • 著者名/発表者名
      望月康竹,神津知己,山口誠,川口雅弘
    • 学会等名
      2018年度精密工学会東北支部講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] The wear of Diamond-Like Carbon by Molybdenum based particles under boundary lubrication2018

    • 著者名/発表者名
      Tokoroyama, Takayuki, Nishino, Takahiro, Yamaguchi, Makoto, Amzar Mohd Kassim, Khairul, Noritsugu Umehara
    • 学会等名
      6th Integrity-Reliability-Failure (IRF2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Temperature dependence of damage on ta-C observed by deep ultraviolet Raman spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kozu, R. Hori, M. Yamaguchi, M. Kawaguchi, M. Yoshimura
    • 学会等名
      29th International Conference on Diamond and Carbon Materials(DCM2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of oxidation and graphitization by ultraviolet irradiation at damaged layer on single crystal diamond induced by FIB2018

    • 著者名/発表者名
      L. M. Hoang, Y. Umemoto, Y. Konno, T. Yamano, T. Kozu, M. Yamaguchi, N. Kawasegi, N. Morita, K. Nishimura
    • 学会等名
      26th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM26)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Deep-ultraviolet Raman scattering of structural change on SiC caused by femtosecond laser irradiation with fluence near the processing threshold2018

    • 著者名/発表者名
      M. A. H. Bin Azharri, T. Yamano, T. Tomita, T. Okada and M. Yamaguchi
    • 学会等名
      26th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM26)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of oxygen in atmosphere on deep ultraviolet Raman spectra change in tetrahedral amorphous Carbon2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Mochizuki, R. Hori, T. Yamano, T. Kozu, M. Kawaguchi, M. Yamaguchi
    • 学会等名
      26th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM26)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] AFM Observation of Damage Area by deep ultraviolet irradiation on Tetrahedral amorphous Carbon on Argon gas2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kozu, M. Yamaguchi, M. Kawaguchi, M. Yoshimura
    • 学会等名
      26th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM26)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 深紫外顕微ラマン散乱分光法を用いた単結晶ダイヤモンドへの集束イオンビーム照射誘起変質層観察2018

    • 著者名/発表者名
      梅本好日古,近野佑太,陳宇,神津知己,山口誠,川堰宣隆,森田昇,西村一仁
    • 学会等名
      2017年度量子ビームサイエンスフェスタ
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 集束イオンビームにより形成された単結晶ダイヤモンド変質層の深紫外ラマン散乱(第3報)深紫外光照射によるラマン散乱スペクトルの変化2018

    • 著者名/発表者名
      梅本好日古,近野佑太,山口誠,川堰宣隆,神津知己,森田昇,西村一仁
    • 学会等名
      2018年度精密工学会春季大会学術講演会講演
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ta-C薄膜における深紫外ラマンスペクトル変化の照射温度依存性2018

    • 著者名/発表者名
      神津知己,堀諒子,山口誠,川口雅弘,吉村雅満
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ラマン散乱分光法による固体材料の表面像構造評価2018

    • 著者名/発表者名
      山口誠
    • 学会等名
      日本機械学会IIP部門
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 表面増強ラマン散乱による固体試料表面評価のための膜厚傾斜銀薄膜の作製2017

    • 著者名/発表者名
      梅本好日古,斎藤圭祐,古谷龍嗣,山野太久,山口誠,山本 良之
    • 学会等名
      2017 年度精密工学会東北支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 島状In薄膜を用いた深紫外表面増強ラマン散乱分光法によるSi酸化膜の評価表面層評価のための島状の銀薄膜による固体表面における表面増強ラマン散乱2017

    • 著者名/発表者名
      山野太久,梅本好日古,古谷龍嗣,山口誠,山本 良之
    • 学会等名
      2017 年度精密工学会東北支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 単結晶ダイヤモンドへの集束イオンビーム照射誘起変質層における深紫外顕微ラマン散乱による照射条件依存性の評価2017

    • 著者名/発表者名
      梅本好日古,近野佑太,陳 宇,神津知己,山口 誠,川堰宣隆,森田 昇,西村一仁
    • 学会等名
      第31回 ダイヤモンドシンポジウムプログラム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Observation of DUV irradiation damage on ta-C film in various gas atmosphere2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kozu, M. Yamaguchi, M. Kawaguchi, M. Yoshimura , T. Minamoto
    • 学会等名
      11th Conference on New Diamond and Nano Carbons
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The change of DUV Raman spectra of Tetrahedral Amorphous Carbon (ta-C) in various atmosphere2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kozu, M. Yamaguchi, M. Kawaguchi, M. Yoshimura , T. Minamoto
    • 学会等名
      International Conference on Advanced Vibrational Spectroscopy (ICAVS)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation of thickness-gradient Ag islands film on diamond like carbon for surface layer characterization by SERS2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Umemoto, K. Saito, R. Furuya, M. Yamaguchi and Y. Yamamoto
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Surface Science (ISSS-8)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Deep-Ultraviolet Surface Enhanced Raman Scattering in solid surface by evaporation of indium island thin film2017

    • 著者名/発表者名
      T. Yamano, Y. Umemoto, R. Furuya, M. Yamaguchi and Y. Yamamoto
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Surface Science (ISSS-8)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
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      http://www.gipc.akita-u.ac.jp/~yamaguci/index.html

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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