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透明無機固体材料の光改質・加工の光-分子強結合場による増強

公募研究

研究領域光―分子強結合反応場の創成
研究課題/領域番号 21020025
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関徳島大学

研究代表者

橋本 修一  徳島大学, 大学院・ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (70208445)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2010年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2009年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワードプラズモン / 多光子吸収 / ガラス / エッチング / 金属ナノ粒子 / 金ナノ粒子 / レーザー加工
研究概要

回折限界を越えるレーザー加工の例として、Si基板上で金ナノ粒子のプラズモン増強アブレーションによるナノホール形成が知られる。本研究では、金ナノ粒子で修飾した透明ガラス基板を用いて、レーザーとの相互作用による金粒子の形態変化と基板への影響を調べた。
フェムト秒(800,400nm)、ナノ秒およびCWレーザー(532nm)の照射を行った。ナノ秒照射では、レーザー加熱により金の沸点を超える温度上昇が起こり、熱爆発^<[1]>の起こるフルエンス(180mJ・cm^<-2>)以上で、基板にナノホール形成が見られた。一方、フェムト秒照射では、クーロン爆発による分裂しきい値(14mJ・cm^<-2>)以上のフルエンスで、ナノ粒子を配置した位置にナノホール形成が可能である。よって、ナノパターンを施した基板を用いてパターン形成ができた。レーザーの時間幅依存して異なる分裂メカニズムとなるため、加工穴形状が変化する。
レーザー光を吸収した金粒子の分裂のエネルギーによって、基板表面にピット状の加工穴ができるメカニズムが明らかとなり、プラズモン吸収を利用したガラスの表面加工への展望が開けた。今後、ナノ構造およびレーザー照射条件の最適化によるコントロールを行う。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (9件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Mechanistic Aspect of Surface Modification on Glass Substrates Assisted by Single Shot Pulsed Laser-Induced Fragmentation of Gold Nanoparticles2011

    • 著者名/発表者名
      S.Hashimoto
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.C

      巻: 115 ページ: 4986-4993

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved Working Model for Interpreting the Excitation Wavelength- and Fluence-Dependent Response in Nanosecond Pulsed Laser-Induced Shape Transformation of Aqueous Gold Nanoparticles2011

    • 著者名/発表者名
      D.Werner
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.C

      巻: 115 ページ: 5063-5072

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Femtosecond laser-assisted etching of pyrex glass with aqueous solution of KOH2009

    • 著者名/発表者名
      S.Kiyama
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.C 113

      ページ: 9758-9760

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gold nanoparticle-assisted laser surface modification of borosilicate glass substrates2009

    • 著者名/発表者名
      S.Hashimoto
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.C 113

      ページ: 20640-20647

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] パルスレーザー照射による金ナノ粒子微細化のモデルの考察2011

    • 著者名/発表者名
      橋本修一
    • 学会等名
      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
      2011-01-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ガラスのレーザー加工の精密制御をめざして2010

    • 著者名/発表者名
      橋本修一
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会題29回年次大会
    • 発表場所
      千里ライフサイエンスセンター
    • 年月日
      2010-02-04
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Better controllability in laser-induced splitting of gold nanospheres in aqueous solution by fine tuning photon energy and intensity2009

    • 著者名/発表者名
      Daniel Werner
    • 学会等名
      固体表面光化学討論会
    • 発表場所
      京大会館
    • 年月日
      2009-11-22
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 金ナノ粒子へのレーザー光照射によるガラス表面へのナノ孔生成挙動2009

    • 著者名/発表者名
      羽切正英
    • 学会等名
      固体表面光化学討論会
    • 発表場所
      京大会館
    • 年月日
      2009-11-22
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 顕微分光・画像計測による金ナノ粒子担持ゼオライトLおよびY単結晶の特性解析2009

    • 著者名/発表者名
      橋本修一
    • 学会等名
      2009光化学討論会
    • 発表場所
      桐生文化センター
    • 年月日
      2009-09-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 金ナノ粒子を利用したガラスのレーザー表面改質2009

    • 著者名/発表者名
      羽切正英
    • 学会等名
      2009光化学討論会
    • 発表場所
      桐生文化センター
    • 年月日
      2009-09-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Optical Microscopy Characterization of Gold Nanoparticle-Doped Zeolite Y and L Crystals2009

    • 著者名/発表者名
      橋本修一
    • 学会等名
      XXIV International Conference on Photochemistry
    • 発表場所
      Toledo, Spain
    • 年月日
      2009-07-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Gold Nanoparticle-Assisted Laser Photomodification of Borosilicate Glass Substrates2009

    • 著者名/発表者名
      橋本修一
    • 学会等名
      International Symposium on Advances in Nanostructure-Enhanced Photochemical Reactions and Photoenergy Conversion
    • 発表場所
      Leuven Cathoric University, Leuven, Belgium
    • 年月日
      2009-07-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Examination of Laser-Induced Splitting of Au and Ag Flakes to Produce Nanoparticles in Solutions2009

    • 著者名/発表者名
      橋本修一
    • 学会等名
      The 5th International Congress on Laser Advanced Materials Processing
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2009-06-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] 光科学研究の最前線22009

    • 著者名/発表者名
      橋本修一
    • 総ページ数
      258
    • 出版者
      国際文献印刷社
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2018-03-28  

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