自由電子密度が光照射強度によって制御可能な有機積層薄膜に関する研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14050056
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 長井 圭治 大阪大学, レーザー核融合研究センター, 助手 (30280803)
• キーワード: レーザー / 核融合 / ターゲット / 自由電子 / 光起電力 / ペリレン / フタロシアニン / ポリイミド

研究概要

1)有機光起電力発生材料として知られるペリレン/フタロシアニン系の可視近赤外反射特性を調べ、n型半導体ペリレンの自由電子によると考えられる近赤外反射が白色光強度に依存して強くなることを見いだした。また、この積層膜をポリスチレンにコートし、1064nmレーザー光の与えるダメージを抑制した(図右)。しかし、反射を示さない532nmのレーザーに対してはダメージ抑制効果が見られず、反射スペクトルに良く対応した。
2)大型レーザー光の立ち上がり部分には530nmの成分も含まれるので、次にn型半導体にはそれよりも高い自由電子密度が期待でき、しかも既にカプセル化が可能となっているポリイミドに、化学ドープをおこなって光反射特性を調べた。この材料のプラズマカットオフ波長はペリレンよりも短く、532nmのレーザー光に対しても反射を示した。この波長に対しても1)で述べた効果が期待できる。
3)完全にプラズマ化してもレーザー光の透過するような極めて密度の低いプラスチックフォーム(気体の2倍程度)をマイクロメートル構造で作製することに成功した。
4)アルミ箔に有機単分子膜を被覆させることによって、アルミ箔間の分子間力と陰圧で接着させた。この方法で無視できるほどの厚みを接着層をもつ階段状薄膜を作製し、超高強度レーザー照射で生ずる衝撃波を通過させた。接着層の厚みがアルミ箔に比べで無視できるために、衝撃波速度の計測精度誤差が~2%となり、レーザーによる超高圧状態の状態式(Equation of State)計測の精度を高められた。

研究成果

• [文献書誌] Keiji Nagai, Hidetsugu Yoshidaほか4名: "Uniform Laser Ablation via Photovoltaic Effect of Phthalocyanine/Perylene derivative"Appl.Surf.Sci.. 197-198. 808-813 (2002)
• [文献書誌] Keiji Nagai, Takayoshi Norimatsuほか2名: "INTELLIGENT TARGET MATERIALS TO CONTROL LASER ABLATION"Fusion Sci.Technol.. 41(3). 257-260 (2002)
• [文献書誌] Keiji Nagai, ほか4名: "Microstructures of Ultralow-Density Foam Plastics Obtained by Altering the Coagulant Alcohol"Jpn.J.Appl.Phys.. 41(4A). L431-L433 (2002)
• [文献書誌] Keiji Nagai, ほか8名: "Single Molecular Membrane Glue Technique for Laser Driven Shock Experiments"Jpn.J.Appl.Phys.. 41(10B). L1186-L1189 (2002)
• [文献書誌] Keiji Nagaiほか2名: "Organic Functional Materials for IFE target"Proceedings of Inertial Fusion Sci.& Eng., 2001. 798-801 (2002)
• [文献書誌] M.Nishikino, K.Nagaiほか13名: "Target internal perturbation caused by shine through of incident laser light"Proceedings of Inertial Fusion Sci.& Eng., 2001. 166-169 (2002)
• [文献書誌] R.Kodama, Keiji Nagaiほか23名: "Fast heating scalable to laser fusion ignition"Nature(London). 418. 933-934 (2002)
• [文献書誌] T.Zh.Eskirkepov, Keiji Nagaiほか11名: "Proposed Double-Layer Target for the Generation of High-Quality Laser-Accelerated Ion Beams"Phys.Rev.Lett.. 89(17). 175003 (2002)
• [文献書誌] T.Norimatsu, K.Nagaiほか4名: "Activities on Target Fabrication and Injection Toward Laser Fusion Energy in Japan"Fusion Eng.Design. 63-64(1). 587-596 (2002)
• [文献書誌] Masayuki Suzuki, Keiji Nagaiほか7名: "Time and space-resolved measurement of a gas-puff laser-plasma x-ray source"Phys.Plasma. 10(1). 227-233 (2003)
• [文献書誌] R.Kodama, K.Nagai, ほか18名: "Fast heating of super-solid density plasmas towards laser fusion ignition"Plasma Phys.Controlled Fusion. 44(12B). B109-B119 (2002)
• [文献書誌] T.Norimatsu, K.Nagaiほか2名: "Foam insulated direct-drive cryogenic target"Proceedings of Inertial Fusion Sci.& Eng., 2001. 752-756 (2002)
• [文献書誌] S.Okihara, K.Nagaiほか6名: "Interactions of intense femtosecond laser with low density foam matters"Proceedings of Inertial Fusion Sci.& Eng., 2001. 1265-1268 (2002)
• [文献書誌] T.Yamanaka, K.Nagaiほか28名: "Progress in Direct-Drive Laser Fusion Using GEKKO XII/PW Facility"Proceedings of 19th IAEA Fusion Energy Conference. IAEA-CN-94/OV3/1. (2002)
• [文献書誌] K.Mima, Keiji Nagaiほか16名: "Fast Ignition Experimental and Theoretical Researches toward FIREX"Proceedings of 19th IAEA Fusion Energy Conference. IAEA-CN-94/IF/3. (2002)
• [文献書誌] T.Norimatsu, K.Nagaiほか3名: "Design and Fabrication of Foam-insulated Cryogenic Target For Wet-walled Laser Fusion Reactor"Proceedings of 19th IAEA Fusion Energy Conference. IAEA-CN-94/FT/1-3Rb. (2002)