| 研究実績の概要 |
本研究では，コヒーレントフォノンの励起過程における格子振動エネルギーの空間的な局在性とパルストレインビーム入射時の格子振動の振動応答の高速性に注目し，その加工応用を目指した研究を遂行してきた．本計画では，パルストレインビームを用いたコヒーレントフォノン励起加工現象について，フェムトパルストレインビームによるコヒーレントフォノンの励起とその時間応答を可視化するため，ダブルパルスビームによるレーザー表面加工実験装置を試作，また，ダブルパルスの遅延時間を変化させ，半導体材料として，Ge(使用光源でのコヒーレントフォノン励起可能), Si（使用光源でのコヒーレントフォノン励起困難）の基板を加工し，その実験結果を比較した．
上記の加工実験では，Si, Geともに，ダブルパルスビーム照射による加工結果と，シングルパルスビームによる加工結果に基づき，ダブルパルスビーム（加工前の表面励起あり）とシングルパルスビーム（加工前の表面励起なし）の加工閾値を比較したところ，ダブルパルスビームでは，シングルパルスビームの加工と比較して，より低照度のビームによる加工が可能であることが確認されており，２つ以上の時間的に近接したパルスが繰り返されるパルストレインビーム加工における，レーザーの表面励起効果が確認された．
しかし，その表面励起効果は，Si，Geに大きな違いはなく，コヒーレントフォノンの励起が，加工現象に大きな影響を及ぼす可能性を示す実験データは得られなかった．本研究計画のなかで遂行した実験結果を分析した結果，パルストレインビームによる加工では，主に，電子系の励起現象（プラズマ生成）によって，表面光吸収率が上昇する効果が主要因となり，低照度ビームによる加工が可能になることが確認された．これらの励起現象を，レーザー表面加工に応用すれば，低照度ビームによる低ダメージ表面加工が実現すると考えられる．
|
