| 研究課題/領域番号 |
17206067
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
平尾 一之 京都大学, 工学研究科, 教授 (90127126)
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| 研究分担者 |
下間 靖彦 京都大学, 産官学連携センター, 産学官連携准教授 (40378807)
米崎 功記 山梨大学, 工学部附属・クリスタル科学研究センター, 助教 (20377592)
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| キーワード | 無機工業材料 / ナノ材料 / 光機能素子 / 高性能レーザー / 格子欠陥 |
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| 研究概要 |
フェムト秒レーザーを石英ガラス、金属アルミニウムを出発原料に使用したアルミノシリケートガラスに照射し、空間的に制御されたナノ構造を三次元的に形成した。石英ガラスでは偏光に垂直な方向に酸素欠陥が200nmの間隔で周期的に形成され、一方で金属アルミニウムを出発原料に使用したアルミノシリケートガラスでは、直径数十ナノメートルのシリコンナノ粒子が、集光部領域に形成された。また、偏光をそれぞれ90度変えたフェムト秒レーザーのダブルパルスを同軸で石英ガラスに照射したところ、斜め方向に酸素欠陥が形成された。これまでに偏光依存のナノ構造は、レーザー光の集光照射により発生するプラズマ電子波(プラズモン)とレーザー光(フォトン)との干渉により形成されると結論付けているが、さらにフェムト秒レーザーのダブルパルスの間隔を制御することによって、発生するプラズマ電子を制御できることを示唆しているものと考えた。さらに金属アルミニウムを出発原料として利用することによって、SiO2構造内の酸素欠陥をシリコンにまで還元させることが可能であることを確認できた。これは、金属アルミニウムによるテルミット反応をレーザー照射部近傍でのみ誘起できた結果であると考えられる。以上の結果から、本研究成果によって、ガラス内部にナノスケールで構造制御されたシリコンからなる三次元構造を任意の場所に任意の形状で形成することが可能であり、光デバイスだけでなく、半導体デバイス形成にも応用可能な材料と加工技術を構築することができた。
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