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2015 年度 実績報告書

フェムト秒レーザー加工による金属表面の新機能付与

研究課題

研究課題/領域番号 25420728
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)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードナノ構造形成 / 非晶質化 / レーザー加工 / 金属
研究実績の概要

固体材料の結晶制御では、温度の時間変化が鍵をにぎっている。特に、単結晶から非晶質を得るためには、加熱-冷却時間をいかに短くできるかにかかっている。本研究では、従来まで実現できなかったフェムト秒の時間領域で金属表面の微粒子を加熱-冷却できる特徴に加えて、高エネルギー粒子線、高強光電場状態の金属表面に新しい結晶構造が作り出されている可能性が高い。この複雑にからんだ状態により作り出される結晶構造を精密に制御・形成するため、(1)フェムト秒レーザー加工による金属表面のナノ構造物形成(2)金属ナノ構造物の結晶評価(3)フェムト秒レーザー加工による金属ナノ構造物の結晶制御(4)非晶質化した金属ナノ構造物の組成分析(5)フェムト秒レーザー加工により金属表面から放出する荷電粒子のエネルギー測定(6)フェムト秒レーザー加工により金属表面から放出する荷電粒子の空間分布測定(7)非晶質化金属ナノ構造物の基盤構築に取組み非晶質ナノ構造物形成のための基礎データ収集と形成基盤を構築した。加えて、ナノ構造物の形成機構解明に取り組んだ。本研究成果によりナノ構造のサイズ、構造の向き制、及び非晶質性を独立に制御できるレーザー照射条件を明らかにした。本課題でえらられた成果に加え、周期構造形成の下限フルーエンスが金属材料の仕事関数が関係していることを、これまでに報告されてきた下限閾値を編纂することにより明らかにしフェムト秒レーザーによる微細加工及び非晶質化の基盤を築いた。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] The formation mechanism of the periodic nanograting structure by the Weibel instability2016

    • 著者名/発表者名
      A. M. Gouda, H. Sakagami, T. Ogata, M. Hashida, S. Sakabe
    • 雑誌名

      Applied Physics A

      巻: 122 ページ: 454

    • DOI

      10.1007/s00339-016-9958-1

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Orientation of periodic grating structures controlled by double-pulse irradiation2016

    • 著者名/発表者名
      M. Hashida, T. Nishii, Y. Miyasaka, H. Sakagami, M. Shimizu, S. Inoue, S. Sakabe
    • 雑誌名

      Applied Physics A

      巻: 122 ページ: 484

    • DOI

      10.1007/s00339-016-0011-1

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Derivation of effective penetration depth of femtosecond laser pulses in metal from ablation rate dependence on laser fluence, incidence angle, and polarization2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Miyasaka, M. Hashida, T. Nishii, S. Inoue, and S. Sakabe
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 106 ページ: 013101

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1063/1.4905353

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 金属におけるフェムト秒レーザーナノアブレーションの 閾値フルーエンス2015

    • 著者名/発表者名
      橋田昌樹, 宮坂泰弘, 西井崇也, 清水雅弘, 井上峻介, 阪部周二
    • 雑誌名

      電気学会論文誌A

      巻: 135 ページ: 575-580

    • DOI

      10.1541/ieejfms.135.575

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] レーザー誘起ナノ周期構造形成2015

    • 著者名/発表者名
      橋田昌樹、Laura Gemini、宮坂泰弘、坂上仁志、井上峻介、阪部周二
    • 雑誌名

      O plus E

      巻: 37 ページ: 96-99

  • [雑誌論文] フェムト秒レーザーアブレーションにより固体表面に自己組織的に形成するナノ周期構造2015

    • 著者名/発表者名
      橋田昌樹、宮坂泰弘、清水雅弘、坂上仁志、井上峻介、阪部周二
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 43 ページ: 745-751

    • 査読あり
  • [学会発表] Nano-Ablation by Femtosecond Laser-Matter Interactions and Related Phenomena2016

    • 著者名/発表者名
      M. Hashida, S. Inoue, S. Sakabe
    • 学会等名
      Institute for Chemical Research International Symposium 2016
    • 発表場所
      Kyoto University
    • 年月日
      2016-03-07 – 2016-03-08
    • 国際学会
  • [学会発表] 複合超短パルスレーザーによる高効率微細加工技術の開発2016

    • 著者名/発表者名
      橋田昌樹, 宮坂泰弘, 清水雅弘, Laura Gemini, 坂上仁志,時田茂樹, 井上峻介, 阪部周二
    • 学会等名
      大阪大学接合科学研究所研究集会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2016-02-26 – 2016-02-26
    • 招待講演
  • [学会発表] フェムト秒レーザーによる金属のアブレーション機構2016

    • 著者名/発表者名
      橋田昌樹, 宮坂泰弘, 清水雅弘, Laura Gemini, 坂上仁志,時田茂樹, 井上峻介, 阪部周二
    • 学会等名
      LASORセミナー
    • 発表場所
      東京大学物性研究所
    • 年月日
      2016-01-11 – 2016-01-11
    • 招待講演
  • [学会発表] フェムト秒レーザーダブルパルス照射における Ti表面ナノ周期構造形成2016

    • 著者名/発表者名
      小野滉貴、小西一貴、坂田諒一、古川雄規、松岡周作、渡邉浩太、井上峻介、橋田昌樹、阪部周二
    • 学会等名
      レーザー学会 第36年次大会
    • 発表場所
      名城大学
    • 年月日
      2016-01-09 – 2016-01-11
  • [学会発表] フェムト秒レーザーによる金属ナノアブレーションの基礎と応用2015

    • 著者名/発表者名
      橋田昌樹, 宮坂泰弘, 清水雅弘, Laura Gemini, 坂上仁志, 時田茂樹, 井上峻介, 阪部周二
    • 学会等名
      第54回 光物質制御研究会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 年月日
      2015-09-25 – 2015-09-25
    • 招待講演
  • [学会発表] フェムト秒レーザーにより自己形成する金属ナノ周期構造:形成閾値フルーエンスの材料種依存性2015

    • 著者名/発表者名
      橋田昌樹, 西井崇也 , 宮坂泰弘, 坂上仁志, 井上峻介, 阪部周二
    • 学会等名
      日本物理学会2015秋季大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [学会発表] Orientation of periodic grating structures controlled by double pulse irradiations2015

    • 著者名/発表者名
      M. Hashida, T. Nishii, Y. Miyasaka, H. Sakagami, S. Inoue, and S. Sakabe
    • 学会等名
      Conference on Laser Ablation 2015
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 年月日
      2015-08-31 – 2015-09-04
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation Mechanism of Periodic Nano-Grating Structure by Weibel Instability2015

    • 著者名/発表者名
      A.M. Gouda, H. Sakagami, T. Ogata, M. Hashida and S. Sakabe
    • 学会等名
      Conference on Laser Ablation 2015
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 年月日
      2015-08-31 – 2015-09-04
    • 国際学会
  • [学会発表] Laser fluence dependence of periodic structures on metals produced by femtosecond double pulse laser2015

    • 著者名/発表者名
      M. Hashida, L. Gemini, T. Nishii, Y. Miyasaka, H. Sakagami, S. Inoue, J. Limpouch, T. Mocek, and S. Sakabe
    • 学会等名
      Conference on Laser and Electro-Optics CLEO 2015
    • 発表場所
      Sanjose, USA
    • 年月日
      2015-05-10 – 2015-05-15
    • 国際学会
  • [学会発表] Interspace of periodic grating structure dependence on laser fluence for double pulse irradiation2015

    • 著者名/発表者名
      M. Hashida, L. Gemini, T. Nishii, Y. Miyasaka, H. Sakagami, S. Inoue, J. Limpouch, T. Mocek, and S. Sakabe
    • 学会等名
      The 4th Advanced Lasers and Photon Sources (ALPS’15)
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      2015-04-22 – 2015-04-24
    • 国際学会
  • [備考] 京都大学化学研究所研究者情報/橋田昌樹

    • URL

      http://rdb.kuicr.kyoto-u.ac.jp/researchers/view/hashida+masaki

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公開日: 2017-01-06  

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