1994 年度実績報告書

レーザーアブレーションによる高機能無機材料創成の研究

研究課題

研究課題/領域番号	06044140
研究機関	大阪大学
研究代表者	川合知二大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (20092546)
研究分担者	金井真樹大阪大学, 産業科学研究所, 教務職員 (50243267) 田畑仁大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (00263319) SZABO Gabor Jate University, Dept. Apple Phys., Prof. LIEBER Charl Harvard University, Dept. Chemistry, Prof.
キーワード	レーザーアブレーション / 誘電体 / 超伝導体 / 無機機能材料 / 人工格子 / エキシマレーザー / 金属酸化物
研究概要	レーザーアブレーション法は、誘電体、超伝導体など様々な種類の無機積層機能薄膜が形成でき、有力な機能性無機材料作成法として注目されている。レーザーアブレーション法をさらに発展させ、原子分子層制御無機機能性人工格子などの設計、合成に応用していくには、アブレーションのメカニズムを明らかにすることと同時に、レーザーアブレーション特有の特徴を薄膜形成に生かして新しい人工物質を実際に創成していくことが重要である。この様な目的のために、本年度は、主に金属酸化物、特に最近その重要性が認識されている強誘電体(PbTiO_3,BaTiO_3,SrTiO_3)と超伝導体(Bi_2Sr_2CaCu_2O_8系)を中心にしてレーザーアブレーションのメカニズムと薄膜形成の決定要因の解明について調査研究を行った。既存のエキシマレーザーを用いて、上記物質群のアブレーションメカニズムを調べた。時間分解質量分析器を用い放出粒子の光強度依存性、及び、アブレートされた部分の微視的モルフォロジーなどを調べた結果アブレーションが、主に多光子光化学的プロセスをトリガーとして起こっていることが明かになってきた。さらに、アブレーションの中の発光スペクトルの動的分析により、上記過程の原子論的プロセスを議論し、後続するレーザー光の吸収によりエネルギーが分配されボルツマン分布を引き起こしていることを明確にした。人工物質の創成としては、BaTiO_3/SrTiO_3の超格子構造をレーザーアブレーションにより数分子層から数十分子層の周期で創り、その成長過程をAFM(原子間力顕微鏡)で観察することにより原子層単位で制御できることを明らかにした。

研究成果

(8件)

すべてその他

すべて文献書誌 (8件)

[文献書誌] M.Kanai: "Superconductivity of (Ba,Sr,Ca)CuO_2 Artificial Lattices." Physica C. 235-240. 174-177 (1994)
[文献書誌] H.Nishikawa: "Laser-ablation Mechanism of Sr Metal Investigated by Time-of-flight Mass Spectroscopy." Jpn.J.Appl.Phys.33. L1090-L1092 (1994)
[文献書誌] H.Tabata: "Formation of Artificial BatiO_3/SrTiO_3 Superlattices Using Pulsed Laser Ablation and Their Dielectric Properties." Appl.Phys.Lett.65. 1970-1972 (1994)
[文献書誌] H.Tabata: "Construction of SrTiO_3/BaTiO_3 Strained Superlatices and Their Dielectric Properties." Proc.Mat.Res.Soc.(1994)Fall Meeting in Boston.
[文献書誌] H.Tabata: "Film Formation of the Perovskite Type Materials(MTiO_3;M=Ca,Sr,Ba,Pb)by a Laser Deposition." Proc.Mat.Res.Soc.(1994)Fall Meeting in Boston.
[文献書誌] S.Matsunari: "Superconductivity in Artificially Layered(BaAuO_x)(BaCuO_<2+Y>)(CaCuO_2)_2 Thin Films." Jpn.J.Appl.Phys.34. L20-L22 (1995)
[文献書誌] H.Tabata: "Strained BaTiO_3/SrTiO_3 Superlattices Formed by a Laser Ablation Technique and Their High Dielectric Properties." Jpn.J.Appl.Phys.34. 544-547 (1995)
[文献書誌] K.Koguchi: "Atomic-scale Images of the Growth Surface of Ca_<1-x>Sr_xCuO_2 Thin Films." Science. 267. 71-73 (1995)

1994 年度 実績報告書

レーザーアブレーションによる高機能無機材料創成の研究

研究代表者

川合 知二 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (20092546)

研究成果

[文献書誌] M.Kanai: "Superconductivity of (Ba,Sr,Ca)CuO_2 Artificial Lattices." Physica C. 235-240. 174-177 (1994)

[文献書誌] H.Nishikawa: "Laser-ablation Mechanism of Sr Metal Investigated by Time-of-flight Mass Spectroscopy." Jpn.J.Appl.Phys.33. L1090-L1092 (1994)

[文献書誌] H.Tabata: "Formation of Artificial BatiO_3/SrTiO_3 Superlattices Using Pulsed Laser Ablation and Their Dielectric Properties." Appl.Phys.Lett.65. 1970-1972 (1994)

[文献書誌] H.Tabata: "Construction of SrTiO_3/BaTiO_3 Strained Superlatices and Their Dielectric Properties." Proc.Mat.Res.Soc.(1994)Fall Meeting in Boston.

[文献書誌] H.Tabata: "Film Formation of the Perovskite Type Materials(MTiO_3;M=Ca,Sr,Ba,Pb)by a Laser Deposition." Proc.Mat.Res.Soc.(1994)Fall Meeting in Boston.

[文献書誌] S.Matsunari: "Superconductivity in Artificially Layered(BaAuO_x)(BaCuO_<2+Y>)(CaCuO_2)_2 Thin Films." Jpn.J.Appl.Phys.34. L20-L22 (1995)

[文献書誌] H.Tabata: "Strained BaTiO_3/SrTiO_3 Superlattices Formed by a Laser Ablation Technique and Their High Dielectric Properties." Jpn.J.Appl.Phys.34. 544-547 (1995)

[文献書誌] K.Koguchi: "Atomic-scale Images of the Growth Surface of Ca_<1-x>Sr_xCuO_2 Thin Films." Science. 267. 71-73 (1995)

1994 年度実績報告書

川合知二大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (20092546)