2006 Fiscal Year Annual Research Report
高強度パルスレーザーによる新規材料プロセシング創生とその理論的解析
Project/Area Number |
05F05334
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Research Institution | Keio University |
Principal Investigator |
小原 實 慶應義塾大学, 理工学部, 教授
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
NEDIALKOV N.N. 慶應義塾大学, 理工学部, 外国人特別研究員
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Keywords | フェムト秒レーザー / FDTD / 表面プラズモンポラリトン / サブ波長加工 / ミー散乱 / 近接場加工 |
Research Abstract |
高強度フェムト秒レーザーとナノ金属粒子の組み合わせにより、金属粒子のプラズモンポラリトンをフェムト秒レーザーで励起し、近接場を励起波長以下の領域に発生させ、その高強度近接場によりサブ波長以下のナノ加工技術の達成・メカニズムを解明した。得られた成果を要約する。 (1)電子半導体材料として重要なシリコン基板上に金のナノ粒子を配置し、100fs、800nmのフェムト秒レーザーを照射するとサブナノ波長以下のディンプルが作製できた。励起レーザーと表面プラズモンポラリトン波の関係をFDTD (Finite Division Time Division)法で解析、実験結果を説明した。 (2)さらに、照射フェムト秒レーザーの偏光(直線変更、円偏光)に加工形状は依存するので、偏光で加工形状を制御できる事が明らかになった。 (3)金粒子の代わりに、ポリスチレン粒子(誘電体)を2次元配列させても、ミー散乱による近接場が発生し、この高強度近接場で波長以下の加工ができる事を明らかにした。 以上の様に、レーザーの微細加工ではレーザー光の回折による制限を受け、加工限界は波長で規定されるが、金属微粒子・誘電体粒子による、それぞれ、表面プラズモンポラリトン、ミー散乱による近接場を適用する事で、波長には依らない、サブ波長の新規ナノ加工ができる事を、理論計算並びに実験で実証した。以上要するに、新しいトップダウンナノ加工技術を開拓したもので、電子分野、光分野、ナノ流体力学などの分野で応用が開けるものと考える。
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Research Products
(6 results)