フェムト秒レーザー加工による非晶質金属薄膜ナノ周期構造形成

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22560720
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 材料加工・処理
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 橋田 昌樹 京都大学, 化学研究所, 准教授 (50291034)
• 連携研究者: 阪部 周二 京都大学, 化学研究所, 教授 (50153903) ; 時田 茂樹 京都大学, 化学研究所, 助教 (20456825) ; 小川 哲也 京都大学, 化学研究所, 助教 (40224109) ; 根本 隆 京都大学, 化学研究所, 助教 (20293946)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 結晶・組成制御 / ナノ周期構造

研究概要

金属表面にできるナノ周期構造と結晶の関係を明らかにするため高空間分解能の電子顕微鏡により結晶構造を観察した。レーザー照射条件F=0.08-0.64J/cm2において形成されるナノ構造は、F>0.35J/cm2及びF <0.2J/cm2では多結晶となり、0.23J/cm2では著しい結晶性の消失(非晶質化)がみられた。結晶性が消失する機構としてレーザー照射時に放出される高エネルギーイオンが寄与している可能性が高いことをシミュレーションにより明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Nonthermal emission ofenergetic ions from a metal surfaceirradiated by extremely low fluencefemtosecond laser pulses (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Miyasaka, M. Hashida, Y. Ikuta, K.Otani, S. Tokita, and S.Sakabe
  • 雑誌名: PhysicalReview B 巻: Vol.86 ページ: 075431-1-075431-5
  • URL: http://prb.aps.org/pdf/PRB/v86/i7/e075431
  • 査読あり
• [雑誌論文] Periodic nano-gratingstructures produced by femtosecondlaser pulses for metals with low- andhigh-melting points (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Hashida, Y. Miyasaka, Y. Ikuta, K.Otani, S. Tokita, and S.Sakabe
  • 雑誌名: Journal of LaserMicro/Nanoengineering 巻: Vol.7,No.2 ページ: 194-197
  • URL: http://www.jlps.gr.jp/jlmn/upload/5372fba805aa9aaa30daf185bed3d222.pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystalstructures on a copper thin film with asurface of periodic self-organizednanostructures induced by femtosecondlaser pulses (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Hashida, Y. Miyasaka, Y. Ikuta, S.Tokita, and S. Sakabe
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: Vol.83 ページ: 235413-1-235413-5
  • URL: http://prb.aps.org/pdf/PRB/v83/i23/e235413
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laserfluence dependence of periodic gratingstructures formed on metal surfacesunder femtosecond laser pulseirradiation (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Okamuro, M. Hashida, Y. Miyasaka, Y.Ikuta, S. Tokita, and S. Sakabe
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: Vol.82 ページ: 165417-1-165417-5
  • URL: http://prb.aps.org/pdf/PRB/v82/i16/e165417
  • 査読あり
• [学会発表] Mechanism of femtosecond lasernano-ablation for metals (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Hashida, M. Miyasaka, M. Shimizu, T.Ogata, H. Sakagami, S. Tokita, and S.Sakabe
  • 学会等名: AdvancedLaser technologies(ALT2012)
  • 発表場所: Thun Switzerland
  • 年月日: 20120902-06
• [学会発表] Periodic grating structures onmetals induced by femtosecond laserpulses (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Hashida, M. Miyasaka, Y. Ikuta, T.Ogata, H. Sakagami, S. Tokita, and S.Sakabe
  • 学会等名: The 8thAsia Pacific laserSymposium (APLS2012)
  • 発表場所: Huangshan, China
  • 年月日: 20120527-30
• [学会発表] 短パルスレーザーナノレーザーアブレーションによる金属の微細構造形成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 橋田昌樹,宮坂泰弘,清水雅弘,時田茂樹,阪部周二
  • 学会等名: 第78回レーザー加工学会講演会
  • 発表場所: アクトシティー浜松コングレスセンター
  • 年月日: 2012-12-14
• [学会発表] Periodic Grating StructuresSelf-formed by Femtosecond LaserAblation for Metals (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Hashida, M. Miyasaka, Y. Ikuta, T.Ogata, H. Sakagami, S. Tokita, and S.Sakabe
  • 学会等名: 13th InternationalSymposium on Laser PrecisionMicrofabrication (LPM2012)
  • 発表場所: Washington,DC
  • 年月日: 2012-06-15
• [学会発表] Mechanism forcrystal structure transformation onmetal surface by femtosecond laserpulses (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Hashida, Y. Miyasaka, Y. Ikuta, S.Tokita and S. Sakabe
  • 学会等名: 11th International Conferenceon Laser Ablation(COLA2011)
  • 発表場所: Mexico
  • 年月日: 2011-11-14
• [学会発表] フェムト秒レーザー誘起ナノ周期構造の結晶構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 橋田昌樹,生田美延,宮坂泰弘,時田茂樹,阪部周二
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2011-08-31
• [学会発表] Periodic nano-grating structures produced byfemtosecond laser pulses for metals withlow- and high-melting points (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Hashida, Y. Miyasaka, Y. Ikuta, S.Tokita and S. Sakabe
  • 学会等名: International Symposium on LaserPrecision Microfabrication (LPM2011)
  • 発表場所: Takamatsu
  • 年月日: 2011-06-09
• [学会発表] Dependence ofthe periodic structure interspaces onlaser fluence for metals irradiated withfemtosecond laser (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Hashida, Y. Miyasaka, Y. Ikuta, S.Tokita, and S. Sakabe
  • 学会等名: Conference onlasers and Electro Optics 2011(CLEO2011)
  • 発表場所: Baltimore, USA
  • 年月日: 2011-05-03
• [学会発表] フェムト秒レーザー照射による金属薄膜の結晶構造観察II (2011)
  • 著者名/発表者名: 橋田昌樹,生田美延,宮坂泰弘,時田茂樹,阪部周二
  • 学会等名: 第58回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] フェムト秒レーザー照射による金属表面周期構造自己形成機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 橋田昌樹,生田美延,宮坂泰弘,時田茂樹,阪部周二
  • 学会等名: 日本物理学会 2010 年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] フェムト秒レーザーによる金属表面周期構造自己形成機構の解明IV～各種金属に対する周期構造間隔のフルーエンス依存性～ (2010)
  • 著者名/発表者名: 橋田昌樹,岡室皇紀,生田美延,宮坂泰弘,時田茂樹,阪部周二
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2010-09-14
• [図書] レーザーと化学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 日本化学会
  • 総ページ数: 90-91
  • 出版者: 共立出版
• [図書] 先端固体レーザー (2011)
  • 著者名/発表者名: (社)レーザー学会
  • 総ページ数: 263-271,263-271
  • 出版者: オーム社
• [備考]
  • URL: http://laser.kuicr.kyoto-u.ac.jp/index.html