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ガラス内部のレーザー誘起元素移動を利用した空間選択的多孔質構造形成

研究課題

研究課題/領域番号 26410240
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 無機工業材料
研究機関京都大学

研究代表者

坂倉 政明  京都大学, 産官学連携本部, 特定准教授 (90402958)

研究分担者 下間 靖彦  京都大学, 工学研究科, 准教授 (40378807)
三浦 清貴  京都大学, 工学研究科, 教授 (60418762)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016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)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードガラス / 超短パルスレーザー / 空間光変調器 / 微細加工 / レーザープロセッシング / レーザー / 空間光変調 / 組成分布 / 相分離 / 多孔質
研究成果の概要

異なる繰り返し周波数の超短パルスレーザーをガラス内部の複数点に同時集光照射することにより、ガラス内部の温度分布を変調し、ガラス内部に溶融領域の形状と組成分布の制御を行った。その結果、ガラス内部で局所的に相分離や結晶化が起こり、ガラス内部に様々な多孔質構造などの微細構造を形成できることが明らかになった。さらに、新たに構築したレーザー加工・観察システムと温度分布シミュレーションにより、ガラス融液の流れの予測とひずみ発生を抑制したガラスのレーザー溶融を可能にした。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 3件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 8件、 謝辞記載あり 8件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Molecular dynamics simulation of the Soret effect in a CaSiO<sub>3</sub> glass melt2017

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shimizu, Hiroshi Kato, Masayuki Nishi Daisuke Hanakawa, Kohji Nagashima, Heidy Visbal, Hiroki Itasaka, Masaaki Sakakura, Yasuhiko Shimotsuma, Kiyotaka Miura, Kazuyuki Hirao
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 125 号: 3 ページ: 180-184

    • DOI

      10.2109/jcersj2.16187

    • NAID

      130005401721

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 超短パルスレーザーによるガラス内部の局所溶融技術2017

    • 著者名/発表者名
      坂倉政明、三浦清貴
    • 雑誌名

      NEW GLASS

      巻: 32 ページ: 24-28

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Modification and Dynamics inside Diamond by Femtosecond Laser Double-Pulse Irradiation2016

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Sakakura, Takuro Okada, Vibhav Bharadwaj, Bellen Sotillo, Shane M. Eaton, Roberta Ramponi, Ali Serpenguzel, Ulas S. Gokay, Yasuhiko Shimotsuma, and Kiyotaka Miura
    • 雑誌名

      Journal of Laser Micro/Nanoengineering

      巻: 11 号: 3 ページ: 346-351

    • DOI

      10.2961/jlmn.2016.03.0012

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Self-organization of polarization-dependent periodic nanostructures embedded in III&#8211;V semiconductor materials2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Shimotsuma, T. Sei, M. Mori, M. Sakakura, K. Miura
    • 雑誌名

      Appl. Phys. A

      巻: 122 号: 3 ページ: 159-159

    • DOI

      10.1007/s00339-016-9686-6

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Soret coefficients of alkali oxides in alkali borate glass melts2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shimizu, Daisuke Hanakawa, Masayuki Nishi, Kohji Nagashima, Visbal Heidy, Masaaki Sakakura, Yasuhiko Shimotsuma, Kazuyuki Hirao, and Kiyotaka Miura
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 124 号: 7 ページ: 774-776

    • DOI

      10.2109/jcersj2.16053

    • NAID

      130005161665

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Space-selective precipitation of ZnO crystals in glass by using high repetition rate femtosecond laser irradiation2016

    • 著者名/発表者名
      Xi Du, Masaaki Sakakura, Torataro Kurita, Hang Zhang, Yasuhiko Shimotsuma, Kiyotaka Hirao, Kiyotaka Miura and Jianrong Qiu
    • 雑誌名

      Journal of Non-Crystalline Solids

      巻: 448 ページ: 79-82

    • DOI

      10.1016/j.jnoncrysol.2016.06.042

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Nanogratings Embedded in Al2O3-Dy2O3 Glass by Femtosecond Laser Irradiation2016

    • 著者名/発表者名
      S. Mori, T. Kurita, Y. Shimotsuma, M. Sakakura, and K. Miura
    • 雑誌名

      Journal of Laser Micro Nanoengineering

      巻: 11 号: 1 ページ: 87-90

    • DOI

      10.2961/jlmn.2016.01.0016

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Direct laser-writing of ferroelectric single-crystal waveguide architectures in glass for 3D integrated optics2015

    • 著者名/発表者名
      A. Stone, H. Jain, V. Dierolf, M. Sakakura, Y. Shimotsuma, K. Miura, K. Hirao, J. Lapointe, and Raman Kashyap
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 号: 1 ページ: 10391-10391

    • DOI

      10.1038/srep10391

    • NAID

      120005822789

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Control of Si-rich region inside a sodalime glass by parallel femtosecond laser focusing at multiple spots2015

    • 著者名/発表者名
      M. Sakakura, T. Kurita,K. Yoshimura, Y. Shimotsuma, N. Fukuda, and K. Miura
    • 雑誌名

      Applied Physics B

      巻: 119 号: 3 ページ: 485-492

    • DOI

      10.1007/s00340-015-6061-9

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書 2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Transient strain distributions during femtosecond laser-induced deformation inside LiF and MgO single crystals2015

    • 著者名/発表者名
      M. Sakakura, Y. Shimotsuma, N. Fukuda, and K. Miura
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 118 号: 2 ページ: 023106-023106

    • DOI

      10.1063/1.4926614

    • NAID

      120005670889

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fast and Slow Dynamics in Femtosecond Laser-induced Crack Propagation inside a LiF Single Crystal2015

    • 著者名/発表者名
      M. Sakakura, T. Okada, Y. Shimotsuma, N. Fukuda, and K. Miura
    • 雑誌名

      Journal of Laser Micro Nanoengineering

      巻: 10 号: 3 ページ: 320-324

    • DOI

      10.2961/jlmn.2015.03.0015

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] フェムト秒レーザー加工での過渡応力分布の観測と多点同時照射による応力変調2015

    • 著者名/発表者名
      坂倉政明
    • 雑誌名

      応用物理

      巻: 84 ページ: 997-1001

    • NAID

      130007718723

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Modification of flow of glass melt and elemental distributions by parallel irradiation with femtosecond laser pulses2015

    • 著者名/発表者名
      坂倉政明、栗田寅太郎、吉村光平 他3名
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 9350 ページ: 935013-935013

    • DOI

      10.1117/12.2078610

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Condensation of Si-rich region inside soda-lime glass by parallel femtosecond laser irradiation2014

    • 著者名/発表者名
      坂倉政明、吉村光平、栗田寅太郎 その他3名
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 22 号: 13 ページ: 16493-16503

    • DOI

      10.1364/oe.22.016493

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ピコ秒パルス列の時間変調によるガラスの局所溶融現象とその抑制2017

    • 著者名/発表者名
      中村 晃直, 坂倉 政明, 下間 靖彦, 三浦 清貴
    • 学会等名
      第64回応用物理学会 春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県、横浜市)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 水中レーザー誘起衝撃波の楕円面反射による局所バブル発生2017

    • 著者名/発表者名
      今若 宏亮, 坂倉 政明,下間 靖彦, 三浦 清貴
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会 第36回年次大会講演
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県、徳島市)
    • 年月日
      2017-01-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Impact of multiple stress and heat sources in parallel laser bulk processing inside transparent materials2016

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Sakakura, Takuro Okada, Yasuhiko Shimotsuma, Kiyotaka Miura
    • 学会等名
      CerSJ-GOMD Joint Symposium on Glass Science and Technologies
    • 発表場所
      京都大学(京都府、京都市)
    • 年月日
      2016-11-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Applications of parallel femtosecond laser writing inside glasses and observation of the dynamics2016

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Sakakura, Yasuhiko Shimotsuma, Naoaki Fukuda, Kiyotaka Miura
    • 学会等名
      Bragg Gratings, Photosensitivity, and Poling in Glass Waveguides (BGPP)
    • 発表場所
      シドニー(オーストラリア)
    • 年月日
      2016-09-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spatially modulated beam for investigation of femtosecond laser-induced modification in transparent materials2016

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Sakakura, Takuro Okada, Yasuhiko Shimotsuma, Naoaki Fukuda, Kiyotaka Miura
    • 学会等名
      The 17th International Symposium on Laser Precision Microfabrication
    • 発表場所
      西安市(中国)
    • 年月日
      2016-05-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 転位により阻害されるLiF単結晶内部の集光フェムト秒レーザー誘起構造変化の時間分解観測2016

    • 著者名/発表者名
      坂倉政明, 福田直晃, 岡田拓郎, 下間靖彦, 三浦清貴
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス(京都府京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] レーザーが拓く未来技術2016

    • 著者名/発表者名
      坂倉政明
    • 学会等名
      日本機械学会 関西支部第91期定時総会講演会
    • 発表場所
      大阪電気通信大学 寝屋川キャンパス(大阪府寝屋川市)
    • 年月日
      2016-03-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多点同時レーザー照射による単結晶内部の亀裂進展過程の観測と亀裂阻害応力の消失2015

    • 著者名/発表者名
      坂倉政明, 福田直晃, 岡田拓郎, 下間靖彦, 三浦清貴
    • 学会等名
      第17回破壊力学シンポジウム
    • 発表場所
      京都テルサ(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-10-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 単結晶内部の亀裂や転位バンドに影響を受けるフェムト秒レーザー誘起構造変化の時間分解観測2015

    • 著者名/発表者名
      岡田拓郎, 坂倉政明, 下間靖彦, 福田直晃, 三浦清貴
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Fast and slow dynamics in femtosecond laser-induced crack propagation inside a LiF single crystal2015

    • 著者名/発表者名
      M. Sakakura, T. Okada, Y. Shimotsuma, N. Fukuda, K. Miura
    • 学会等名
      The 16th International Symposium on Laser Precision Microfabrication
    • 発表場所
      北九州国際会議場(福岡県北九州市)
    • 年月日
      2015-05-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modification of flow of glass melt and elemental distributions by parallel irradiation with femtosecond laser pulses2015

    • 著者名/発表者名
      坂倉政明、栗田寅太郎、吉村光平 他3名
    • 学会等名
      SPIE 2015 Photonics West, LASE
    • 発表場所
      The Moscone Center (米国サンフランシスコ)
    • 年月日
      2015-02-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 多点同時フェムト秒レーザー照射によるガラス融液の流動と構成元素の空間分布制御2015

    • 著者名/発表者名
      吉村光平、坂倉政明、栗田寅太郎 他3名
    • 学会等名
      The 25th Meeting on Glasses for Photonics
    • 発表場所
      日本科学未来館(東京都江東区青海)
    • 年月日
      2015-01-30
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 多点同時フェムト秒レーザ照射によるガラス内部の 局所組成分布形成2015

    • 著者名/発表者名
      坂倉政明、福田直晃、下間靖彦、三浦清貴
    • 学会等名
      第82回レーザ加工学会講演会
    • 発表場所
      独立行政法人 産業技術総合研究所 臨海副都心センター(東京都江東区青海)
    • 年月日
      2015-01-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Control of Si-rich region inside a sodalime glass by parallel femtosecond laser focusing at multiple spots2014

    • 著者名/発表者名
      坂倉政明、栗田寅太郎、吉村光平 その他3名
    • 学会等名
      9th International Conference on Photo-Excited Processes and Application
    • 発表場所
      くにびきメッセ(島根県松江市)
    • 年月日
      2014-09-30
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 高繰り返しレーザー照射による熱蓄積の解析と構造変化のメカニズム

    • URL

      http://saci-hitz.saci.kyoto-u.ac.jp/sakakura/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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