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研究

2023/01/01

レーザー加工のメカニズムを探る

【総合科学技術研究所】国際科学雑誌に論文掲載

研究室にはレーザー加工に関連する機器が

並ぶ

総合科学技術研究所の橋田昌樹教授がこのほど、レーザー加工による表面形状変化のメカニズム解明につながる微細周期構造特性に関する測定結果を発表。その成果をまとめた論文「近赤外及び中赤外のフェムト秒レーザー誘起微細構造物の結晶性」が、オンラインの国際科学雑誌『Scientific Reports』に昨年12月5日付で掲載された。

 

半導体や太陽電池をはじめ、さまざまな最新技術の製造開発には微細な加工を施すレーザー技術が不可欠となっている。ごくわずかな時間だけレーザーを当て、その照射痕に生じる微細構造物を制御することで、材料表面に新たな機能を付与する新技術の開発が進められる一方で、「そのメカニズムや詳しい制御方法には未解明な部分も多い」と橋田教授。

 

その謎を解明しようと、橋田教授は2018年度から国立研究開発法人科学技術振興機構による「光・量子飛躍フラッグシッププログラム(Q-LEAP):次世代レーザー領域基礎基盤研究『先端ビームによる微細構造物形成過程解明のためのオペランド計測』」の採択を受け、名古屋工業大学や大阪大学、京都大学などの研究者らと連携して研究を展開してきた。

 

研究チームでは、波長の異なるレーザーをフェムト(1 ×10-15)秒という超短時間間隔で材料に照射した際の微細周期構造や結晶性を分析。波長800ナノメートルレーザーの場合は安定した結晶性を持ちながら残留したひずみが見られるが、波長11.4マイクロメートルのレーザーで作成した微細周期構造は残留ひずみのない欠陥を生成することがわかった。

 

橋田教授は、「これらの知見は材料の形と結晶性を制御した新規機能材料作成にもつながるほか、次世代デバイス開発への重要な指針になります」と成果を語り、今後に向けて「レーザー加工の原理、理論モデルを確立していきたい」と語っている。

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