| 研究課題/領域番号 |
19H02035
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18020:加工学および生産工学関連
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
比田井 洋史 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (60313334)
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| 研究分担者 |
森田 昇 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (30239660)
松坂 壮太 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (30334171)
岸 哲生 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (90453828)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2020年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2019年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
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| キーワード | ガラス / レーザ / ドープ / デドープ / ナノ粒子 / マニピュレーション |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者らは，ガラスの片面に金属箔を密着させ，反対側からガラスを通して連続発振レーザを照射した際，金属箔が溶融し直径100μm 程度の球となって，ガラス内部に入る現象を見いだした．さらにレーザ照射を続けることで金属球がガラス内部を光源方向に移動する．ガラス内部での金属球の移動に伴って，移動軌跡には金属成分のドープ，金属ナノ粒子の析出，ガラス成分の偏在が起きる．本申請では，この物質移動メカニズムを解明することを目的とする．さらに金属球のマニピュレーション手法の確立，および軌跡の組成変化と光学特性の評価を行う．最終的にガラス内部に光学特性の異なる領域を3次元的に作製する手法を確立する．
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| 研究成果の概要 |
申請者らが見出したガラス内部での金属球のレーザマニピュレーションに関して，ガラス内部での金属球の移動メカニズム，ガラス／金属の組成変化プロセスを解明し，さらに応用展開に必要な知見を得ることを目的とし研究を行った．その結果，移動や金属箔からの導入においては，高温時に起きるガラスの吸収が重要な役割を果たしていることを明らかにした．組成変化については従来報告していた，金属成分のガラスへのドープに加え，ガラスの微量成分のデドープを見出した．応用展開には，移動量，ドープ領域の制御に加えて，研究遂行中に見出した金属球の分離について，メカニズムを明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
申請者らが見出したガラス内部での金属球のレーザマニピュレーションに関して，基礎的な理解と応用に必要な検討を行った．その結果，移動メカニズムを明らかした．ガラス内部において所望の位置，領域に金属を添加できることを示し，さらに逆にガラスの内部から，特定の元素を除き金属の内部に濃縮できることを見出した．ガラスの内部で金属球を分離できることを見出し，このメカニズムを明らかにした．これらから，ガラスの内部の所望の位置の組成を自由させ，様々な着色を施す可能性を示した．
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