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フェムト秒レーザー加工による金属表面の新機能付与

研究課題

研究課題/領域番号 25420728
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 複合材料・表界面工学
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, 准教授 (50291034)

連携研究者 阪部 周二  京都大学, 化学研究所, 教授 (50153903)
坂上 仁志  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (30254452)
時田 茂樹  京都大学, 化学研究所, 助教 (20456825)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードナノ構造形成 / 非晶質化 / レーザー加工 / 金属 / フェムト秒レーザー加工 / 金属結晶制御 / ナノ構造体 / 結晶性 / フェムト秒レーザー
研究成果の概要

フェムト秒レーザー加工による金属表面の新機能付与を目的とし、レーザーによる非晶質化金属ナノ構造物形成のための基礎データを構築するとともに、その形成解明にも取り組んだ。本研究ではナノ構造のサイズ、構造の向き、及び非晶質性を独立に制御できるレーザー照射条件を明らかにし、種々の金属元素について得られた基礎データについて、これまでに報告されてきた他のグループのデータを編纂することにより次の事を明らかにした。①ナノ構造体形成の下限フルーエンスが金属の仕事関数と相関がある。②ナノ構造体形成に2光子吸収が寄与している。これらの成果はフェムト秒レーザーによる機能性付与加工の基盤となる。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 9件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] The formation mechanism of the periodic nanograting structure by the Weibel instability2016

    • 著者名/発表者名
      A. M. Gouda, H. Sakagami, T. Ogata, M. Hashida, and S. Sakabe
    • 雑誌名

      Appl. Phys. A

      巻: 122 号: 4 ページ: 454-454

    • DOI

      10.1007/s00339-016-9958-1

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Orientation of periodic grating structures controlled by double-pulse irradiation2016

    • 著者名/発表者名
      M. Hashida, T. Nishii, Y. Miyasaka, H. Sakagami, M. Shimizu, S. Inoue, and S. Sakabe
    • 雑誌名

      Appl. Phys. A

      巻: 122 号: 4 ページ: 484-484

    • DOI

      10.1007/s00339-016-0011-1

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Derivation of effective penetration depth of femtosecond laser pulses in metal from ablation rate dependence on laser fluence, incidence angle, and polarization2015

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Miyasaka, Masaki Hashida, Takaya Nishii, Shunsuke Inoue and Shuji Sakabe
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 106 号: 1 ページ: 013101-013101

    • DOI

      10.1063/1.4905353

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 金属におけるフェムト秒レーザーナノアブレーションの閾値フルーエンス2015

    • 著者名/発表者名
      橋田昌樹, 宮坂泰弘, 西井崇也, 清水雅弘, 井上峻介, 阪部周二
    • 雑誌名

      電気学会論文誌. A

      巻: 135 号: 10 ページ: 575-580

    • DOI

      10.1541/ieejfms.135.575

    • NAID

      130005101515

    • ISSN
      0385-4205, 1347-5533
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] レーザー誘起ナノ周期構造形成2015

    • 著者名/発表者名
      橋田昌樹、Laura Gemini、宮坂泰弘、坂上仁志、井上峻介、阪部周二
    • 雑誌名

      O plus E

      巻: 37 ページ: 96-99

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実施状況報告書
  • [雑誌論文] フェムト秒レーザーアブレーションにより固体表面に自己組織的に形成するナノ周期構造2015

    • 著者名/発表者名
      橋田昌樹、宮坂泰弘、清水雅弘、坂上仁志、井上峻介、阪部周二
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 43 ページ: 745-751

    • NAID

      130007957157

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Periodic nanostructures self-formed on silicon and silicon carbide by femtosecond laser irradiation2014

    • 著者名/発表者名
      M. Hashida, L. Gemini, T. Nishii, Y. Miyasaka, H. Sakagami, M. Shimizu, S. Inoue, J. Limpouch, T. Mocek, and S. Sakabe
    • 雑誌名

      Journal of Laser Micro/Nano engineering

      巻: 9 号: 3 ページ: 234-237

    • DOI

      10.2961/jlmn.2014.03.0010

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Periodic nanostructures self-formed on silicon and silicon carbide by femtosecond laser irradiation2014

    • 著者名/発表者名
      L. Gemini, M. Hashida, M. Shimizu, Y. Miyasaka, S. Inoue, S. Tokita, J. Limpouch, T. Mocek, and S. Sakabe)
    • 雑誌名

      Applied Physics A

      巻: 117 号: 1 ページ: 49-54

    • DOI

      10.1007/s00339-014-8502-4

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Metal-like self-organization of periodic nanostructures on silicon and silicon carbide under femtosecond laser pulses2013

    • 著者名/発表者名
      L. Gemini, M. Hashida, M. Shimizu, Y. Miyasaka, S. Inoue, S. Tokita, J. Limpouch, T. Mocek, and S. Sakabe
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 114 号: 19 ページ: 194903-194903

    • DOI

      10.1063/1.4832829

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unidirectionally oriented nanocracks on metal surfaces irradiated by low-fluence femtosecond laser pulses2013

    • 著者名/発表者名
      M. Shimizu, M. Hashida, Y. Miyasaka, S. Tokita and S. Sakabe
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 103 号: 17 ページ: 174106-174106

    • DOI

      10.1063/1.4827296

    • NAID

      120005353510

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] フェムト秒レーザーにより金属表面に自己形成するナノ周期構造2013

    • 著者名/発表者名
      橋田昌樹、宮坂泰弘、清水雅弘、坂上仁志、時田茂樹、阪部周二
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料  光応用・視覚研究会

      巻: LAV-13-015 ページ: 1-5

    • NAID

      10031188974

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 金属表面のレーザー着色2013

    • 著者名/発表者名
      川本真央、橋田昌樹、宮坂泰弘、清水雅弘、畑 昌育、時田茂樹、阪部周二
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料  光応用・視覚研究会

      巻: LAV-13-016 ページ: 7-10

    • NAID

      10031188975

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Nano-Ablation by Femtosecond Laser-Matter Interactions and Related Phenomena2016

    • 著者名/発表者名
      M. Hashida, S. Inoue, S. Sakabe
    • 学会等名
      Institute for Chemical Research International Symposium 2016
    • 発表場所
      Kyoto University
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 複合超短パルスレーザーによる高効率微細加工技術の開発2016

    • 著者名/発表者名
      橋田昌樹, 宮坂泰弘, 清水雅弘, Laura Gemini, 坂上仁志,時田茂樹, 井上峻介, 阪部周二
    • 学会等名
      大阪大学接合科学研究所研究集会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2016-02-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フェムト秒レーザーによる金属のアブレーション機構2016

    • 著者名/発表者名
      橋田昌樹, 宮坂泰弘, 清水雅弘, Laura Gemini, 坂上仁志,時田茂樹, 井上峻介, 阪部周二
    • 学会等名
      LASORセミナー
    • 発表場所
      東京大学物性研究所
    • 年月日
      2016-01-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フェムト秒レーザーダブルパルス照射における Ti表面ナノ周期構造形成2016

    • 著者名/発表者名
      小野滉貴、小西一貴、坂田諒一、古川雄規、松岡周作、渡邉浩太、井上峻介、橋田昌樹、阪部周二
    • 学会等名
      レーザー学会 第36年次大会
    • 発表場所
      名城大学
    • 年月日
      2016-01-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザーによる金属ナノアブレーションの基礎と応用2015

    • 著者名/発表者名
      橋田昌樹, 宮坂泰弘, 清水雅弘, Laura Gemini, 坂上仁志, 時田茂樹, 井上峻介, 阪部周二
    • 学会等名
      第54回 光物質制御研究会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フェムト秒レーザーにより自己形成する金属ナノ周期構造:形成閾値フルーエンスの材料種依存性2015

    • 著者名/発表者名
      橋田昌樹, 西井崇也 , 宮坂泰弘, 坂上仁志, 井上峻介, 阪部周二
    • 学会等名
      日本物理学会2015秋季大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Orientation of periodic grating structures controlled by double pulse irradiations2015

    • 著者名/発表者名
      M. Hashida, T. Nishii, Y. Miyasaka, H. Sakagami, S. Inoue, and S. Sakabe
    • 学会等名
      Conference on Laser Ablation 2015
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 年月日
      2015-08-31
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation Mechanism of Periodic Nano-Grating Structure by Weibel Instability2015

    • 著者名/発表者名
      A.M. Gouda, H. Sakagami, T. Ogata, M. Hashida and S. Sakabe
    • 学会等名
      Conference on Laser Ablation 2015
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 年月日
      2015-08-31
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Laser fluence dependence of periodic structures on metals produced by femtosecond double pulse laser2015

    • 著者名/発表者名
      M. Hashida, L. Gemini, T. Nishii, Y. Miyasaka, H. Sakagami, S. Inoue, J. Limpouch, T. Mocek, and S. Sakabe
    • 学会等名
      Conference on Laser and Electro-Optics CLEO 2015
    • 発表場所
      Sanjose, USA
    • 年月日
      2015-05-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Interspace of periodic grating structure dependence on laser fluence for double pulse irradiation2015

    • 著者名/発表者名
      M. Hashida, L. Gemini, T. Nishii, Y. Miyasaka, H. Sakagami, S. Inoue, J. Limpouch, T. Mocek, and S. Sakabe
    • 学会等名
      The 4th Advanced Lasers and Photon Sources (ALPS’15)
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      2015-04-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dependence of ablation rate on laser fluence for metals by oblique femtosecond laser irradiaion2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Miyasaka, M. Hashida, T. Nishii, S. Inoue, and S. Sakabe
    • 学会等名
      9th International Conference on Photo-Excited Processes and Applications
    • 発表場所
      Matsue, Shimane, Japan
    • 年月日
      2014-09-29 – 2014-10-03
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Formation threshold of periodic grating structures on metal self-organized by femtosecond laser pulses2014

    • 著者名/発表者名
      M. Hashida, L. Gemini, T. Nishii, Y. Miyasaka, H. Sakagami, S. Inoue, and S. Sakabe
    • 学会等名
      9th International Conference on Photo-Excited Processes and Applications
    • 発表場所
      Matsue, Shimane, Japan
    • 年月日
      2014-09-29 – 2014-10-03
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Laser fluence thresholds of ablation and plasma production by femtosecond laser pulses for metal2014

    • 著者名/発表者名
      T. Nishii, M. Hashida, Y. Miyasaka, S. Inoue, and S. Sakabe
    • 学会等名
      The 2nd Laser Ignition Conference 2014
    • 発表場所
      Yokohama, Kanagawa, Japan
    • 年月日
      2014-04-21 – 2014-04-25
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Laser fluence thresholds of ablation and plasma production by femtosecond laser pulses for metal2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Miyasaka, M. Hashida, T. Nishii, S. Inoue, and S. Sakabe
    • 学会等名
      2014 Pacific Rim Laser Damage
    • 発表場所
      Yokohama, Kanagawa, Japan
    • 年月日
      2014-04-21 – 2014-04-25
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Nano-ablation of metals and self-organization of periodic grating structures by femtosecond laser pulses2014

    • 著者名/発表者名
      Masaki Hashida, Takaya Nishii, Yasuhiro Miyasaka, Laura Gemini, Masahiro Shimizu, Hitoshi Sakagami, Shunsuke Inoue, and Shuji Sakabe
    • 学会等名
      The International Symposium Organized by Institute for Chemical Research (ICR), Kyoto University
    • 発表場所
      Obaku Plaza, Kyoto University, Uji, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 金属のフェムト秒レーザーナノアブレーション機構~S偏光照射によるアブレーション率の減少~2014

    • 著者名/発表者名
      宮坂泰弘,橋田昌樹,西井崇也,阪部周二
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス、平塚市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザーによって金属表面に形成されるナノ周期構造のパルス幅依存性2014

    • 著者名/発表者名
      西井崇也,橋田昌樹,宮坂泰弘,井上峻介,阪部周二
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス、平塚市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ダブルパルス照射により形成される金属表面ナノ周期構造2014

    • 著者名/発表者名
      橋田昌樹, 西井崇也, Laura Gemini, 宮坂泰弘,坂上仁志, 井上峻介, 阪部周二
    • 学会等名
      第34回レーザー学会学術講演会
    • 発表場所
      北九州国際会議場, 小倉市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属のフェムト秒レーザーナノアブレーション機構 ~斜入射におけるアブレーション率の偏光依存性~2014

    • 著者名/発表者名
      宮坂泰弘, 橋田昌樹,西井崇也,井上峻介, 時田茂樹,  阪部周二
    • 学会等名
      第34回レーザー学会学術講演会
    • 発表場所
      北九州国際会議場, 小倉市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザーによる金属への発色機構2014

    • 著者名/発表者名
      川本真央,橋田昌樹,宮坂泰弘,清水雅弘,畑昌育,時田茂樹,阪部周二
    • 学会等名
      第34回レーザー学会学術講演会
    • 発表場所
      北九州国際会議場, 小倉市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Formation threshold of self-organized periodic grating structures formed on metal surfaces by femtosecond laser ablation2013

    • 著者名/発表者名
      Masaki Hashida, Yasuhiro Miyasaka, Masahiro Shimizu, Tomoya Ogata, Hitoshi Sakagami, Shigeki Tokita, and Shuji Sakabe
    • 学会等名
      12th International Conference on Laser Ablation (COLA2013)
    • 発表場所
      Ischia, Italy
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Periodic Grating Structures on Metal Surfaces Self-Formed by Femtosecond Laser Ablation2013

    • 著者名/発表者名
      Masaki Hashida, Yasuhiro Miyasaka, Masahiro Shimizu, Tomoya Ogata, Hitoshi Sakagami, Shigeki Tokita, and Shuji Sakabe
    • 学会等名
      The 10th Conference on Laser and Electro-Optics Pacific Rim, and The 18th OptoElectronics and Communications Conference
    • 発表場所
      Kyoto Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザーにより自己形成するナノ周期構造:金属及び半導体2013

    • 著者名/発表者名
      橋田昌樹, Laura Gemini,清水雅弘, 宮坂泰弘,坂上仁志,井上峻介, 時田茂樹, 阪部周二
    • 学会等名
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学常三島キャンパス, 徳島市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 非相対論的レーザーによる周期的ナノ構造の形成機構2013

    • 著者名/発表者名
      坂上仁志,橋田昌樹,阪部周二
    • 学会等名
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学常三島キャンパス, 徳島市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属のフェムト秒レーザーナノアブレーション機構 ~アブレーション率のレーザー入射角度依存性~2013

    • 著者名/発表者名
      宮坂泰弘, 橋田昌樹,西井崇也,阪部周二
    • 学会等名
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学常三島キャンパス, 徳島市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザーによる金属表面の発色機能化の機構解明と制御2013

    • 著者名/発表者名
      川本真央,橋田昌樹,宮坂泰弘,清水雅弘,井上峻介,畑昌育,時田茂樹,阪部周二
    • 学会等名
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学常三島キャンパス, 徳島市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザー照射による固体表面周期構造自己形成機2013

    • 著者名/発表者名
      橋田昌樹, Laura Gemini, 清水雅弘, 宮坂泰弘,坂上仁志, 井上峻介, 時田茂樹, 阪部周二
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス, 京田辺市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザーアブレーション率のレーザー入射角度と偏光依存性2013

    • 著者名/発表者名
      宮坂泰弘, 橋田昌樹,西井崇也,井上峻介,時田茂樹,阪部周二
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス, 京田辺市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザーによる金属表面着色機構2013

    • 著者名/発表者名
      川本真央,橋田昌樹,宮坂泰弘,清水雅弘,井上峻介,畑昌育,時田茂樹,阪部周二
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス, 京田辺市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] Progress on Nonlinear Nano-Optics2015

    • 著者名/発表者名
      S. Sakabe, M. Hashida, S. Tokita, Y. Miyasaka, M. Shimizu, S. Inoue
    • 総ページ数
      273
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 京都大学化学研究所研究者情報/橋田昌樹

    • URL

      http://rdb.kuicr.kyoto-u.ac.jp/researchers/view/hashida+masaki

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 研究内容(研究室のホームページ)

    • URL

      http://laser.kuicr.kyoto-u.ac.jp/html(Japanese)%20/SakabeLabHPJpn21(Research)(Content).html

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 研究成果一覧(研究室のホームページ)

    • URL

      http://laser.kuicr.kyoto-u.ac.jp/html(Japanese)%20/SakabeLabHPJpn51(Fruits)(Papers1).html

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 研究業績一覧(所属研究所のホームページ)

    • URL

      http://rdb.kuicr.kyoto-u.ac.jp/researchers/view/hashida+masaki

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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