超短パルスレーザーを用いた新機能セラミックス三次元構造体の創製

• 研究課題/領域番号: 22560724
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 材料加工・処理
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 塚本 雅裕 大阪大学, 接合科学研究所, 准教授 (90273713)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2010年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: レーザ加工 / 酸化チタン / フェムト秒レーザー / ＣＷファイバーレーザー / 機能性セラミックス / エアロゾルビーム / 三次元構造体 / CWファイバーレーザー

研究概要

単結晶酸化チタン板内部におけるフェムト秒レーザーの集光位置を裏面から表面まで走査できる集光位置制御システムを製作した。本システムによる走査後、酸化チタン板の表面と裏面の電気抵抗を測定した。その結果、表面と裏面が導通していることがわかり、フェムト秒レーザー照射により集光領域の電気抵抗が減少していることが示された。これらの結果より透光性機能性セラミックスである酸化チタン板内に導電性を有した三次元構造体を創製できることがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Formation of TiO_2Film with Lower Electrical Resistance by Aerosol Beam and Fiber Laser Irradiation (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Shinonaga, M. Tsukamoto, M. Takahashi, M. Fujita and N. Abe
  • 雑誌名: Appl. Phys. A Mater. Sci. Process. 巻: On Line. 号: 1 ページ: 57-60
  • DOI: 10.1007/s00339-012-7182-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoconductive Properties of Titanium Dioxide Film Modified by Femtosecond Laser Irradiation (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Tsukamoto, T. Shinonaga, M.Takahashi, M. Fujita and N. Abe
  • 雑誌名: Appl. Phys. A-Mater. Sci. Process. 巻: 110 号: 3 ページ: 679-682
  • DOI: 10.1007/s00339-012-7185-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] フェムト秒レーザ照射による酸化チタン膜の光触媒機能変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 塚本 雅裕、 篠永 東吾、堀口 直人、吉田 実、藤田 雅之、 阿部 信行
  • 雑誌名: 高温学会誌 巻: Vol.37,No.6 ページ: 311-315
  • NAID: 10030167086
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rewriting Process of Lower Electrical Resistance Lines on TiO2 Film using Methods of Whitening with Electric Furnace and Darkening withFemtosecondLaser (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Tsukamoto, Togo Shinonaga, Nobuyuki Abe, Masanari Takahashi, Minoru Yoshida, Hitoshi Nakano and Masayuki Fujita
  • 雑誌名: Journal of Laser Micro/Nanoengi Neering 巻: Vol.6,No.2 ページ: 164-167
  • 査読あり
• [雑誌論文] フェムト秒レーザ照射による酸化チタン膜の光触媒機能変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 塚本雅裕, 篠永東吾, 堀口直人, 吉田実, 藤田雅之, 阿部信行
  • 雑誌名: 高温学会誌 巻: Vol.37, No.6 ページ: 311-315
  • NAID: 10030167086
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rewriting Process of Lower Electrical Resistance Lines on TiO2 Film using Methods of Whitening with Electric Furnace and Darkening with Femtosecond Laser (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Tsukamoto, Togo Shinonaga, Nobuyuki Abe, Masanari Takahashi, Minoru Yoshida, Hitoshi Nakano, Masayuki Fujita
  • 雑誌名: Journal of Laser Micro/Nanoengineering 巻: Vol.6, No.2 ページ: 164-167
  • 査読あり
• [学会発表] Development of Visible-Light Activated Titanium Dioxide Films with Femtosecond Laser (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Horiguchi, M. Tsukamoto, M. Yoshida, T. Shinonaga, M. Takahashi, M. Fujita and N. Abe
  • 学会等名: SPIE PhotonicsWest2013
  • 発表場所: San Francisco, CA, USA
  • 年月日: 2013-02-03
• [学会発表] ナノ秒レーザー照射による酸化チタン膜の電気抵抗変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 堀口 直人, 塚本 雅裕, 吉田 実, 篠永東吾, 原 一之, 高橋 雅也, 藤田 雅之, 阿部 信行
  • 学会等名: (一社)レーザー学会学術講演会第33回年次大会
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2013-01-30
• [学会発表] フェムト秒レーザーによる酸化チタン結晶の内部加工 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西井 諒介, 塚本 雅裕, 篠永 東吾, 堀口 直人, 高橋 雅也, 中野 人志, 阿部 信行
  • 学会等名: (一社)レーザー学会学術講演会第33回年次大会
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2013-01-30
• [学会発表] Variation of Photocatalytic Activity in Titanium Dioxide Film Modified by Femtosecond Laser Irradiation (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Horiguchi, M. Tsukamoto, M. Yoshida, T. Shinonaga, M. Takahashi, M. Fujita and N. Abe
  • 学会等名: Proc. 31st Int. Congress on Applications of Lasers & Electro-Optics (ICALEO)
  • 発表場所: Anaheim, CA, USA
  • 年月日: 2012-09-25
• [学会発表] フェムト秒レーザー照射による酸化チタン膜の光触媒機能変化 -レーザー波長依存性- (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀口 直人, 塚本 雅裕, 吉田 実, 篠永東吾, 高橋 雅也, 藤田 雅之, 阿部 信行
  • 学会等名: 2012年(平成24年)秋季 第73回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 愛媛
  • 年月日: 2012-09-11
• [学会発表] Control of Electrical Resistance of TiO2 Film by Local Heating with CW Fiber Laser (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Shinonaga, M. Tsukamoto, M. Takahashi, H. Furukawa and N. Abe
  • 学会等名: 13th Int. Symp. on Laser Precision Microfabrication(LPM2012)
  • 発表場所: Washington DC, USA
  • 年月日: 2012-06-14
• [学会発表] CW ファイバーレーザーを用いた局所加熱による酸化チタン膜の電気抵抗制 (2012)
  • 著者名/発表者名: 篠永 東吾, 塚本 雅裕, 堀口 直人, 高橋 雅也, 古河 裕之, 阿部 信行
  • 学会等名: 第73回応用物理学会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] フェムト秒レーザー照射による酸化チタン光触媒の作用波長変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀口 直人, 塚本 雅裕,吉田 実,篠永 東吾,高橋 雅也,藤田 雅之,阿部 信行
  • 学会等名: 第73回応用物理学会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] CWファイバーレーザーを用いた局所加熱による酸化チタン膜の電気抵抗制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 篠永東吾, 塚本雅裕, 堀口直人, 高橋雅也, 古河裕之, 阿部信行
  • 学会等名: 第73回応用物理学会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] フェムト秒レーザー照射による可視光応答型光触媒の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀口 直人, 塚本 雅裕,吉田 実,篠永 東吾,高橋 雅也,藤田 雅之,阿部 信行
  • 学会等名: 第73回応用物理学会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京)
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] CW ファイバーレーザー照射による酸化チタン膜の電気抵抗制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 篠永 東吾, 堀口 直人, 塚本 雅裕, 阿部 信行, 高橋 雅也, 藤田 雅之
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第32回年次大会
  • 発表場所: TKP 仙台カンファレンスセンター(仙台)
  • 年月日: 2012-02-01
• [学会発表] フェムト秒レーザ及び CW ファイバーレーザ照射による酸化チタン膜の電気抵抗制御 - (2012)
  • 著者名/発表者名: 村木 祐, 吉田 実, 塚本 雅裕, 阿部信行, 篠永 東吾, 高橋 雅也, 藤田 雅之
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第32回年次大会
  • 発表場所: TKP 仙台カンファレンスセンター(仙台)
  • 年月日: 2012-02-01
• [学会発表] CWファイバーレーザー照射による酸化チタン膜の電気抵抗制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 篠永東吾, 堀口直人, 塚本雅裕, 阿部信行, 高橋雅也, 藤田雅之
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第32回年次大会
  • 発表場所: TKP仙台カンファレンスセンター(仙台)
  • 年月日: 2012-02-01
• [学会発表] フェムト秒レーザ及びCWファイバーレーザ照射による酸化チタン膜の電気抵抗制御- (2012)
  • 著者名/発表者名: 村木祐, 吉田実, 塚本雅裕, 阿部信行, 篠永東吾, 高橋雅也, 藤田雅之
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第32回年次大会
  • 発表場所: TKP仙台カンファレンスセンター(仙台)
  • 年月日: 2012-02-01
• [学会発表] フェムト秒レーザーを用いた酸化チタン膜の光触媒機能変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀口 直人, 篠永 東吾, 塚本 雅裕, 阿部 信行, 高橋 雅也, 藤田 雅之
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第32回年次大会
  • 発表場所: TKP 仙台カンファレンスセンター(仙台)
  • 年月日: 2012-01-31
• [学会発表] 短パルスレーザー照射による酸化亜鉛の材料特性変化I - 電気抵抗のフェムト秒レーザー波長依存性 - (2012)
  • 著者名/発表者名: 山下 智史, 谷川 大地, 塚本 雅裕, 阿部 信行, 高橋 雅也, 藤田 雅之
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第32回年次大会
  • 発表場所: TKP 仙台カンファレンスセンター(仙台)
  • 年月日: 2012-01-31
• [学会発表] 短パルスレーザー照射による酸化亜鉛の材料特性変化II - 透明導電膜へのフェムト秒レーザー照射 - (2012)
  • 著者名/発表者名: 谷川 大地, 篠永 東吾, 山下 智史, 堀口 直人, 塚本 雅裕, 阿部 信行, 高橋雅也
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第32回年次大会
  • 発表場所: TKP 仙台カンファレンスセンター(仙台)
  • 年月日: 2012-01-31
• [学会発表] フェムト秒レーザーを用いた酸化チタン膜の光触媒機能変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀口直人, 篠永東吾, 塚本雅裕, 阿部信行, 高橋雅也, 藤田雅之
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第32回年次大会
  • 発表場所: TKP仙台カンファレンスセンター(仙台)
  • 年月日: 2012-01-31
• [学会発表] 短パルスレーザー照射による酸化亜鉛の材料特性変化I・電気抵抗のフェムト秒レーザー波長依存性- (2012)
  • 著者名/発表者名: 山下智史, 谷川大地, 塚本雅裕, 阿部信行, 高橋雅也, 藤田雅之
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第32回年次大会
  • 発表場所: TKP仙台カンファレンスセンター(仙台)
  • 年月日: 2012-01-31
• [学会発表] 短パルスレーザー照射による酸化亜鉛の材料特性変化II-透明導電膜へのフェムト秒レーザー照射- (2012)
  • 著者名/発表者名: 谷川大地, 篠永東吾, 山下智史, 堀口直人, 塚本雅裕, 阿部信行, 高橋雅也
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第32回年次大会
  • 発表場所: TKP仙台カンファレンスセンター(仙台)
  • 年月日: 2012-01-31
• [学会発表] フェムト秒レーザ及び CW ファイバーレーザ照射による酸化チタン膜の電気抵抗制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 村木 祐, 吉田 実, 塚本 雅裕, 阿部信行, 篠永 東吾, 高橋 雅也, 藤田 雅之
  • 学会等名: 第76回レーザ加工学会講演会
  • 発表場所: 東京大学(東京)
  • 年月日: 2011-12-05
• [学会発表] フェムト秒レーザ及びCWファイバーレーザ照射による酸化チタン膜の電気抵抗制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 村木祐, 吉田実, 塚本雅裕, 阿部信行, 篠永東吾, 高橋雅也, 藤田雅之
  • 学会等名: 第76回レーザ加工学会講演会
  • 発表場所: 東京大学(東京)
  • 年月日: 2011-12-05
• [学会発表] Formation of Tio2 Film with Lower Electric Resistance by Aerosol Beam and Fiber Laser Irradiation (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Shinonaga, N. Horiguchi, M. Tsukamoto, M. Takahashi, M. Fujita and N. Abe
  • 学会等名: The 11th Int. Conf.on Laser Ablation(COLA2011)
  • 発表場所: カンクン(メキシコ)
  • 年月日: 2011-11-17
• [学会発表] Photoconductive Properties of Titanium Dioxide Film Modified by Femtosecond Laser Irradiation (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Tsukamoto, T. Shinonaga, M. Takahashi, M. Fujita and N. Abe
  • 学会等名: The 11th Int. Conf.on Laser Ablation(COLA2011)
  • 発表場所: カンクン(メキシコ)
  • 年月日: 2011-11-17
• [学会発表] Formation of Tio2 Film with Lower Electric Resistance by Aerosol Beam and Fiber Laser Irradiation (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Shinonaga, N.Horiguchi, M.Tsukamoto, M.Takahashi, M.Fujita, N.Abe
  • 学会等名: The 11th Int.Conf.on Laser Ablation (COLA2011)
  • 発表場所: カンクン(メキシコ)
  • 年月日: 2011-11-17
• [学会発表] Photoconductive Properties of Titanium Dioxide Film Modified by Femtosecond Laser Irradiation (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Tsukamoto, T.Shinonaga, M.Takahashi, M.Fujita, N.Abe
  • 学会等名: The 11th Int.Conf.on Laser Ablation (COLA2011)
  • 発表場所: カンクン(メキシコ)
  • 年月日: 2011-11-17
• [学会発表] Titanium Dioxide Film with Lower Electric Resistance Formed by CW Fiber Laser Irradiation (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Shinonaga, M. Tsukamoto, M. Takahashi, M. Fujita and N. Abe
  • 学会等名: The 15th Int. Conf. on Thin Films (ICTF-15)
  • 発表場所: 京都テルサ(京都)
  • 年月日: 2011-11-11
• [学会発表] Titanium Dioxide Film with Lower Electric Resistance Formed by CW Fiber Laser Irradiation (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Shinonaga, M.Tsukamoto, M.Takahashi, M.Fujita, N.Abe
  • 学会等名: The 15th Int.Conf.on Thin Films (ICTF-15)
  • 発表場所: 京都テルサ(京都)
  • 年月日: 2011-11-11
• [学会発表] CW ファイバーレーザーを用いた酸化チタン膜の電気抵抗変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 篠永 東吾, 堀口 直人, 塚本 雅裕, 阿部 信行, 高橋 雅也, 藤田 雅之
  • 学会等名: 2011年(平成23年)秋季 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学(山形)
  • 年月日: 2011-08-31
• [学会発表] フェムト秒レーザー照射による酸化チタン膜の透過スペクトル変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 堀口 直人, 篠永 東吾, 塚本 雅裕, 阿部 信行, 高橋 雅也, 藤田 雅之
  • 学会等名: 2011年(平成23年)秋季 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学(山形)
  • 年月日: 2011-08-31
• [学会発表] CWファイバーレーザーを用いた酸化チタン膜の電気抵抗変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 篠永東吾, 堀口直人, 塚本雅裕, 阿部信行, 高橋雅也, 藤田雅之
  • 学会等名: 2011年(平成23年)秋季第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学(山形)
  • 年月日: 2011-08-31
• [学会発表] フェムト秒レーザー照射による酸化チタン膜の透過スペクトル変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 堀口直人, 篠永東吾, 塚本雅裕, 阿部信行, 高橋雅也, 藤田雅之
  • 学会等名: 2011年(平成23年)秋季第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学(山形)
  • 年月日: 2011-08-31
• [学会発表] Variation of Electric Resistance of Functional Ceramics by Short Pulse and CW Laser Irradiation (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Shinonaga, M. Tsukamoto, M. Takahashi, M. Fujita and N. Abe
  • 学会等名: 12th Int. Symp. on the Laser Precision Microfabrication (LPM2011)
  • 発表場所: 香川国際会議場(香川)
  • 年月日: 2011-06-10
• [学会発表] Variation of Electric Resistance of Functional Ceramics by Short Pulseand CW Laser Irradiation (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Shinonaga, M.Tsukamoto, M.Takahashi, M.Fujita, N.Abe
  • 学会等名: 12th Int.Symp.on the Laser Precision Microfabrication (LPM2011)
  • 発表場所: 香川国際会議場(香川)
  • 年月日: 2011-06-10
• [学会発表] フェムト秒レーザ照射及び電気炉加熱による酸化チタン皮膜の電気抵抗制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 堀口 直人, 篠永 東吾, 塚本 雅裕, 阿部 信行, 高橋 雅也, 藤田 雅之
  • 学会等名: 第75回レーザ加工学会講演会
  • 発表場所: 関西大学(大阪)
  • 年月日: 2011-05-11
• [学会発表] 酸化チタン膜の電気抵抗制御のための短パルス及び CW ファイバーレーザ照射 (2011)
  • 著者名/発表者名: 篠永 東吾, 堀口 直人, 塚本 雅裕, 阿部 信行, 高橋 雅也, 藤田 雅之
  • 学会等名: 第75回レーザ加工学会講演会
  • 発表場所: 関西大学(大阪)
  • 年月日: 2011-05-11
• [学会発表] 酸化チタン膜の電気抵抗制御のための短パルス及びCWファイバーレーザ照射 (2011)
  • 著者名/発表者名: 篠永東吾, 堀口直人, 塚本雅裕, 阿部信行, 高橋雅也, 藤田雅之
  • 学会等名: 第75回レーザ加工学会講演会
  • 発表場所: 関西大学(大阪)
  • 年月日: 2011-05-11
• [学会発表] 酸化チタン膜裏面へのフェムト秒レーザー照射 - 黒色化領域の形成・特性評価- (2011)
  • 著者名/発表者名: 堀口 直人, 塚本 雅裕, 篠永 東吾, 吉田 実, 高橋 雅也, 藤田 雅之, 阿部信行
  • 学会等名: (社)レーザー学会学術講演会第31回年次大会
  • 発表場所: 電気通信大学
  • 年月日: 2011-01-09
• [学会発表] 酸化チタン膜裏面へのフェムト秒レーザー照射-黒色化領域の形成・特性評価- (2011)
  • 著者名/発表者名: 堀口直人、塚本雅裕, ら
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第31年次大会
  • 発表場所: 国立大学法人電気通信大学(東京都)
  • 年月日: 2011-01-09
• [学会発表] Control of Electrical Resistance of TiO2 Film by Local Heating with CW Fiber Laser
  • 著者名/発表者名: T. Shinonaga, M. Tsukamoto, M. Takahashi, H. Furukawa and N. Abe
  • 学会等名: 13th Int. Symp. on Laser Precision Microfabrication（LPM2012）
  • 発表場所: Washington DC, USA
• [学会発表] フェムト秒レーザー照射による酸化チタン膜の光触媒機能変化 -レーザー波長依存性-
  • 著者名/発表者名: 堀口 直人, 塚本 雅裕, 吉田 実, 篠永 東吾, 高橋 雅也, 藤田 雅之, 阿部 信行
  • 学会等名: 2012年（平成24年）秋季 第73回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 愛媛
• [学会発表] ナノ秒レーザー照射による酸化チタン膜の電気抵抗変化
  • 著者名/発表者名: 堀口 直人, 塚本 雅裕, 吉田 実, 篠永 東吾, 原 一之, 高橋 雅也, 藤田 雅之, 阿部 信行
  • 学会等名: （一社）レーザー学会学術講演会第33回年次大会
  • 発表場所: 姫路
• [学会発表] フェムト秒レーザーによる酸化チタン結晶の内部加工
  • 著者名/発表者名: 西井 諒介, 塚本 雅裕, 篠永 東吾, 堀口 直人, 高橋 雅也, 中野 人志, 阿部 信行
  • 学会等名: （一社）レーザー学会学術講演会第33回年次大会
  • 発表場所: 姫路