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表面プラズモン増強電場を利用した透明無機材料光化学エッチングの高光利用効率化

利用表面等离子体增强电场对透明无机材料进行光化学蚀刻的高光利用效率

基本信息

批准号：
20043023
负责人：
橋本修一
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokushima
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20043023/
关键词：
プラズモン金ナノ粒子ガラスエッチングレーザー加工

项目摘要

本研究では、金属ナノ粒子による増強電場を利用して、透明材料のレーザー加工に関して、これまのフェムト秒レーザーをナノ秒レーザーで置き換えたり、あるいは、ナノ秒レーザー加工のしきい値を下げるための検討を行った。究極的には、CWレーザーやXeランプ等の定常光源を利用できれば、フォトンコストを著しく下げることが可能である。クエン酸還元法により作製した20-100nmの金ナノ粒子をアミノプロピルトリメトキシシラン(APTMS)で処理したガラス基板にほぼ一層のせた。これに、波長532nmのナノ秒パルスレーザー光を照射し、その変化をUV-Visスペクトル、AFMおよびSEM観察により調べた。AFM画像によれば、粒子の会合は起こっていないにもかかわらず、スペクトルにはプラズモンバンドに加えて、ギャップモードに起因する長波長側の吸収が見られた。レーザー照射により金粒子の細分化がおこり、同時に、ガラス表面にナノスケールに穴が形成されることがわかった。Fig.1は70nmの金粒子膜の場合に540mJ/cm2のフルエンスで600ショット照射したときのナノホール形成を示す。ナノホールの形成が起こるためには、金粒子が基板上に密に配置される必要がある。また、粒子サイズが大きいほどできやすく、閾値のフルエンスも下がる。ナノプラズマによる高温状態の発生やギャップモードが形成に関与している可能性がある。今後は、まず、レーザー照射後の基板表面がウェットエッチングされやすくなる可能性について調べる。また、シリカガラスフィルム中の金ナノ粒子にレーザー照射しだ場合のガラス内部における加工の可能性を調べる。

In this study, the use of enhanced electric field in metal particles and the processing of transparent materials are discussed. The ultimate use of steady light sources such as CW and Xe is possible The process of acid reduction method is composed of 20-100nm gold particles, which are processed by APTMS. For example, the wavelength of 532nm can be adjusted by UV-Vis, AFM and SEM. AFM images show that the absorption of particles on the long wavelength side is due to the increase in absorption and particle convergence. The subdivision of gold particles by irradiation is carried out simultaneously and on the surface. Fig. 1 shows the formation of gold particles at 540mJ/cm2 under 600 ° C irradiation. The formation of gold particles is necessary for the dense arrangement of gold particles on the substrate.また、粒子サイズが大きいほどできやすく、阈値のフルエンスも下がる。The possibility of the formation of high temperature conditions In the future, there is a possibility that the surface of the substrate after irradiation will be modified. The possibility of metal particle irradiation in the interior of the metal particle is adjusted.