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2018 年度 実施状況報告書

金属ナノ粒子を用いたガラスのナノ加工技術の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 17K05005
研究機関徳島大学

研究代表者

橋本 修一  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 徳島大学専門研究員 (70208445)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード貴金属ナノ粒子 / ガラス / レーザー加工 / エッチング / レーザー加熱
研究実績の概要

連続光レーザーを用いる新規なレーザー加工法を開発して、板厚 約170 μmのカバーガラスに高密度に直径20 ~ 100 nmの貫通穴を開けることをめざして研究している。従来フェムト秒レーザーを用いたアブレーションやレーザー改質と化学エッチングを組み合わせる加工法が用いられてきたが、本研究では貴金属ナノ粒子にレーザーを照射してその場エッチングを行う技術を開拓してきた。金ナノ粒子を用いてアルカリ溶液浸漬下で顕微鏡の対物レンズで集光したレーザー照射したところ、金ナノ粒子に埋め込まれることがわかったが、深さ1 μm 程度でそれ以上進まなかった。そこで、エッチングの進行と供に徐々に対物レンズの焦点をずらしていくことで改善を図った。さらに、効率よくエッチングを進めるためにはレーザー強度を上げる必要があったが、金ナノ粒子の温度上昇のため、融解・蒸発が起こってダメージを受けて小さくなった。そこで、白金ナノ粒子を用いて、レーザー強度を従来の3-5 μW m-2から25 μW m-2にあげたところ、1 hで100 μm程度エッチングできることがわかった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

これまで用いてきた金ナノ粒子の耐熱性が不十分であることがわかり、白金ナノ粒子ヲ用いたところ耐熱性の向上が見られた。

今後の研究の推進方策

厚さ約100μmのカバーガラスを貫通するナノ細孔を作製する。また、ウイルス等のフィルターに用いるため高密度に作製する。1平方μmあたり一個程度作製することを目標とする。

次年度使用額が生じた理由

理由 英語論文の校閲のための費用を計上していたが論文作成がおくれているため。
使用計画 実験を進めると同時に消耗品の購入を行う。論文を執筆して校閲をうける。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Flow-Induced Transport via Optical Heating of a Single Gold Nanoparticle2019

    • 著者名/発表者名
      J. Chikazawa, T. Uwada, A. Furube, S. Hashimoto
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry

      巻: 123 ページ: 22496-22507

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b11575

    • 査読あり
  • [学会発表] 単一金ナノ粒子のレーザー加熱による物質輸送2019

    • 著者名/発表者名
      近澤 淳一・橋本 修一
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会, 甲南大学岡本キャンパス, 神戸市(兵庫県)
  • [学会発表] Plasmonic heating induced phase separation2018

    • 著者名/発表者名
      S. Hashimoto
    • 学会等名
      CECAM workshop Hot colloids, Ecole Normale Suprieure de Lyon site Descartes,Lyon, France
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] プラズモン加熱を用いたガラス表面へのナノ孔作製と観察方法の開拓2018

    • 著者名/発表者名
      大坂勇貴、菅野智士、橋本修一、原口雅宜
    • 学会等名
      2018年光化学討論会, 関西学院大学三田キャンパス, 三田市(兵庫県)

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公開日: 2019-12-27  

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