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液中レーザ加熱によるマイクロ凸構造形成技術に関する基礎的検討

研究課題

研究課題/領域番号 19651061
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 マイクロ・ナノデバイス
研究機関東京大学

研究代表者

樋口 俊郎  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (10111569)

研究期間 (年度) 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2007年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
キーワードレーザ加工 / マイクロ加工 / 高アスペクト比加工 / パラフィン / プラスチック / 液中加工 / 熱加工 / マイクロピラー
研究概要

研究代表者は,レーザ加熱によって,液中に配置したパラフィン・プラスチックなどの熱可塑性材料表面に微小突起を作り出す加工技術を見いだした.本研究は,この加工技術の基礎的なメカニズムの理解を目的として行った.
この液中レーザ加熱による凸構造の微細加工技術は,融解や蒸発などの除去加工とは異なる方式であり,ピラーや二次元の壁構造などを短時間で作製することが可能である.構造形成には様々な要因が絡んでいることが考えられ,例えば,温度、密度、表面張力、熱伝導率、レーザパワー、照射時間などの影響が想定される.そこで,これらの要因が本現象にどのように関わっているのか,様々な条件下において凸構造形成実験を繰り返すことで,加工要因の推定と安定性の向上を行った.
具体的には,液温・材料温度の制御により,加工の安定性を向上させ,高いアスペクト比のピラーを均一に製作することに成功した.また,純水・シリコンオイル・フロリナートなど,特性の異なる液体中においてパラフィンの加工を行い,その加工形状を定量化した.そこから得られたデータを用いて材料から液体への熱伝達量との関係を検証した結果,加工された構造物の高さと熱伝達係数との間に高い線形関係を見いだした.これにより,液体の性質,具体的に は,熱伝導率・密度・比熱が本加工法に与える影響を明らかとした.また,材料に関わる性質,例えば厚み・粘度などのパラメータが本加工法に与える影響も実験を通して検討した.

報告書

(1件)
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Liquid Dependence of Microstructuring on Paraffin Substrate Using Submerged Laser Heating2008

    • 著者名/発表者名
      C-A. Lee, N. Tsukada, A. Yamamoto, T. Higuchi
    • 雑誌名

      Applied Physics, A 91

      ページ: 445-450

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 液中レーザ加熱によるマイクロ凸構造加工法の液体依存性2007

    • 著者名/発表者名
      李儲安, 山本晃生, 樋口俊郎
    • 学会等名
      精密工学会2007年度秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      旭川
    • 年月日
      2007-09-14
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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