2013 Fiscal Year Annual Research Report
フェムト秒レーザー光励起プラズマによるナノ構造の自発的形成
Publicly Offered Research
| Project Area | Creation of Science of Plasma Nano-Interface Interactions |
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| Project/Area Number |
24110712
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
富田 卓朗 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 准教授 (90359547)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | フェムト秒レーザー / アブレーション / ナノプラズマ / 軟X線プローブ |
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| Research Abstract |
本研究ではフェムト秒レーザー照射に伴うナノ周期構造形成メカニズムを明らかにするためにナノプラズマの視点から研究を行った。フェムト秒レーザーポンプ・軟X線レーザープローブの時間分解反射率イメージング光学系を構築し、白金及び金のフェムト秒レーザーアブレーション過程を観測した。その結果、白金においては急激な軟X線反射率低下を示す強励起領域、比較的遅い反射率低下を示す中励起領域に加え、アブレーション閾値近傍でリング状の反射率低下が100 ps以内の時間スケールで観測された。これらの観測結果は、シミュレーションによって示された、vaporization、fragmentation、homogeneous nucleation、spallationの各プロセスと良い一致を示した。
また、金においてはシャドウグラフによって膨張表面を観測することに成功し、膨張表面の高さ、膨張速度、透過率、相対密度の時間発展を数100 nsの時間スケールで明らかにすることが出来た。また、1 ns以下の比較的早い時間領域では軟X線のニュートンリングを初めて観測することが出来た。ニュートンリングの解析から、各遅延時間における膨張表面の高さを推定することができ、被照射面の振動現象を見出した。この振動現象は分子動力学計算によっても裏付けることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Observation of the transient state of the femtosecond laser ablation phenomena on various metals
Author(s)
T. Tomita, N. Hasegawa, M. Nishikino, T. Eyama, Y. Minami, R. Takei, M. Baba, T. Kaihori, T. Morita, Y. Hirano, T. Kawachi, M. Yamagiwa and T. Suemoto
Organizer
8th International Conference on Reactive Plasmas 31st Symposium on Plasma Processing
Place of Presentation
Fukuoka Convention Center (Fukuoka)
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[Presentation] Time-resolved soft x-ray imaging of femtosecond laser ablation process in metals
Author(s)
T. Tomita, M. Nishikino, N. Hasegawa, Y. Minami, R. Takei, M. Baba, T. Eyama, S. Takayoshi, T. Kaihori, T. Morita, Y. Hirano, T. Kawachi, M. Yamagiwa and T. Suemoto
Organizer
The 6th International Congress on Laser Advanced Materials Processing
Place of Presentation
TOKI MESSE Niigata Convention Center (Niigata)
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[Presentation] 軟X線イメージングによる 金属表面におけるアブレーション過程の観測
Author(s)
富田卓朗, 江山剛史, 柿本直也, 長谷川登, 錦野将元，南康夫, 武井亮太, 馬場基芳, 大西直文, 羽富大起, 海堀岳史, 守田利昌,平野祐介, 河内哲哉, 山極満, 末元徹
Organizer
日本物理学会第69回年次大会
Place of Presentation
東海大学 (神奈川)
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