研究課題
本研究の目的は，フェムト秒レーザ還元直接描画法に非線形光吸収を適用することで，貴金属以外の金属・半導体3次元微細構造を直接描画形成するプロセスを創出することにある．更に，それらの複合微細構造からなるマイクロデバイス作製へ応用展開する．令和２年度は，前年度までに調製方法を確立したCu2Oナノ粒子溶液とグリオキシル酸Cu錯体，グリオキシル酸Ni錯体を原料とし，近赤外及びグリーンフェムト秒レーザを用いて還元描画特性を評価した．具体的には，Cu2Oナノ粒子，ポリビニルピロリドン，2-プロパノールの混合溶液をガラス基板上に塗布し，近赤外及びグリーンフェムト秒レーザを用いて還元描画を行ったところ，近赤外フェムト秒レーザ描画の場合にはガラス基板，Cu成膜ガラス基板ともにCuパターニングに成功した．一方，グリーンフェムト秒レーザを用いた場合には，Cu成膜ガラスではCu薄膜自体での吸収が大きく，内部描画は実現できなかったが，ガラス基板上では，描画時の焦点位置に依存して高さの異なる構造の描画に成功した．このことから非線形光吸収による内部描画が可能であることを実証した．更に，グリオキシル酸Cu錯体，グリオキシル酸Ni錯体，グリオキシル酸Cu/Ni混合錯体の3種類の原料を調製し，近赤外及びグリーンフェムト秒レーザを用いた還元描画を行った．いずれの錯体においても，近赤外よりもグリーンフェムト秒レーザにより誘起される2光子吸収係数の方が大きくなり，金属の還元析出量は増加した．グリオキシル酸Cu/Ni混合錯体溶液を原料とした場合には，Cu-Niの合金の大気中パターニングも可能であった．このように，Cu2Oナノ粒子，グリオキシル酸金属錯体溶液を原料したいずれにおいても，大気中で内部還元描画による金属析出を実現した．今後，Cu，Niやその合金以外の金属・半導体についても拡張できる可能性がある．
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 10件、 招待講演 9件) 備考 (2件)
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