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2020 年度 実績報告書

高繰り返しシングルショット分光技術の開発とマルチ時間スケールダイナミクスへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 18J23280
研究機関横浜国立大学

研究代表者

小林 真隆  横浜国立大学, 理工学府, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
キーワードシングルショット測定 / ポンプ・プローブ分光 / 相変化材料 / アブレーション / 超高速応答 / 不可逆現象
研究実績の概要

申請者は、高繰り返しで測定可能なシングルショット超高速分光技術を開発することによって、マルチタイムスケールのポンプ・プローブ分光法を行い、不可逆過程のダイナミクスを可視化することを目的とした本研究を進めている。本年度は、昨年度に得られた光相変化材料のGe2Sb2Te5(GST)薄膜における超高速相変化ダイナミクスに関する実験結果を解析し、光照射による相変化や表面構造形成、レーザーアブレーションに至る過程での超高速ダイナミクスをモデル化することに成功した。このモデルによってレーザー照射の1パルスごとの超高速ダイナミクスの変化と、表面構造の変化とを統一的に説明することができることを明らかにし、それによって多数パルス照射による表面構造形成メカニズムの一端を明らかにすることができた。現在はこれらの成果をまとめた論文を投稿し、査読者からのコメントに合わせて修正しているところである。以上の結果は、シングルショット分光測定を高繰り返しで測定可能になったことによる成果であると考えており、本手法は今後様々な非線形効果やパラメータを持つ超短パルス光を用いた現象やダイナミクスの理解・応用利用に大きく貢献できる可能性が見込める。その一例として、化学・バイオ系への応用として、生体高分子のフォールディングダイナミクスの観測や、高分子の超高速のゆらぎを観測できる可能性がある。また産業分野への応用として、レーザー加工においてサンプルを取り外さずにパルス毎の蓄積効果などを観測できることから、最適化条件の探索にも応用可能であると考えている。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] タイムストレッチ法を用いた高繰り返し超高速分光法とその応用2021

    • 著者名/発表者名
      小林真隆,武田淳,片山郁文
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 49 ページ: 212-216

    • 査読あり
  • [雑誌論文] シングルショット時間領域分光2020

    • 著者名/発表者名
      武田淳, 小林真隆,片山郁文
    • 雑誌名

      光学

      巻: 49 ページ: 423-428

    • 査読あり
  • [学会発表] Ge2Sb2Te5薄膜のLIPSS形成におけるマルチパルス超高速ダイナミクスの観測2021

    • 著者名/発表者名
      小林真隆、嵐田雄介、浅川寛太、金島圭佑、小西邦昭、湯本潤司、五神真、武田淳、片山郁文
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
  • [学会発表] Ultrafast Dynamics in Ge2Sb2Te5 Thin Films during Laser-Induced Successive Surface Modification2020

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi, Y. Arashida, K. Asakawa, K. Konishi, J. Yumoto, M. Kuwata-Gonokami, J. Takeda, and I. Katayama
    • 学会等名
      International Conference on Ultrafast Phenomena 2020
    • 国際学会

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公開日: 2021-12-27  

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