赤外自由電子レーザーを光源としたパルスレーザー堆積法の開発

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K22132
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分29:応用物理物性およびその関連分野
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 中嶋 宇史 東京理科大学, 理学部第一部応用物理学科, 准教授 (60516483)
• 研究期間 (年度): 2019-06-28 – 2022-03-31
• キーワード: 赤外自由電子レーザー / パルスレーザー堆積法 / アブレーション / 薄膜

研究成果の概要

本研究は、赤外自由電子レーザー(Free electron laser: FEL)を光源とした新たなパルスレーザー堆積法を確立し、有機物薄膜を高品質に成膜させる技術を創出することを目的に進められた。ターゲットを設置したチャンバー内に赤外自由電子レーザー光を導入し、薄膜を形成する実験を行った。照射波長および照射時間を系統的に変えながら、アブレーション条件下で成膜を行ったところ、平均膜厚100nm以下の有機薄膜を形成することに成功した。FELを用いたパルスレーザー堆積法による成膜が可能であると結論づけるとともに、その成膜のための諸条件を明らかにすることができた。

自由記述の分野

機能材料・デバイス

研究成果の学術的意義や社会的意義

酸化物や金属薄膜の成膜において、エキシマレーザーやNd:YAGレーザーを光源としたパルスレーザー堆積法が用いられ、結晶性が精緻に制御された高品質膜が得られることが知られている。一方で、同手法を有機物に対して用いた場合、分子構造を破壊することなく成膜することは極めて困難である。そこで本研究では、赤外自由電子レーザーを光源とした新たなパルスレーザー堆積法を確立し、有機物薄膜を高品質に成膜させる技術を創出することを目的とした実験を推進した。その結果として、本手法が有機物の成膜において有効であることを確かめることができた。