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YAGレーザー基本波アブレーションを用いたPTFE薄膜の創製

使用 YAG 激光基波烧蚀制备 PTFE 薄膜

基本信息

批准号：
13750669
负责人：
坪井泰之
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)は、電化保持能力、絶縁性、熱的・化学的安定性といった観点から優れた機能を有し、エレクトロニクス分野で大きく期待される薄膜材料である。しかしながら、ほぼ全ての溶媒に不溶であるために、ウェットプロセスによる薄膜化は極めて困難である。これを解決するために注目されているのが、完全ドライプロセスな薄膜作製手段であるレザーアブレーション(PLD)堆積法である。従来、PTFEのPLDの研究では、PTFEを直接励起する真空紫外・短紫外レーザーが用いられてきた。しかしながら、これらのレーザー(F_2エキシマレーザーなど)は極めて高価であり、ランニングコストや操作性の観点からも汎用レーザーとは言い難い。さらに、最近の国内外のアプローチとしては(1)自由電子レーザーによる分子振動励起(米国)、や(2)SORを用いた真空紫外光による電子遷移励起、を利用したPLDが挙げられる。いずれも科学的には興味深いものの、極めて大掛かりな光源施設を用いているため、実用段階に近いとは云い難い。即ち、PLD法によるPTFE薄膜作製を実用段階に飛躍的に近づけるには、安価でしかも操作性の高いレーザーを用いる必要がある。以上の観点から、本研究ではそのような要求を満たす近赤外レーザーPLDによるPTFE薄膜作製を目的とした。本年度の研究成果は以下に要約でき、上記要請に応えうる結果を得た。材料加工用レーザーとして、工業的に最も普及しているのはジャイアントパルス型の炭酸ガスレーザーとYAGレーザーである。後者は、基本波(1064nm)発振でマイクロ秒オーダーのパルス幅を有し、かつ紫外高調波が供給できないタイプである。そこで、このようなパルス幅100マイクロ秒のYAGレーザー基本波光を励起光源とし、PTFEの堆積を行なった。PTFEターゲットに極微量(重量比で0.1%以下)のグラファイトを添加した。レーザー光は、このグラファイトにのみ吸収され、アブレーションは純粋に熱的に誘起される。すなわち、マイクロ秒パルスを用いているため多光子吸収によるPTFE自身の分解は避けられる。その結果、化学的損傷が殆どなく、かつ充分な機械的強度並びに基板接着性を有するPTFE薄膜の作製に成功した。市販の安価で扱い易いレーザーを持ちいたPTFEの堆積の初めての例であり、その意義は極めて大きいと考えている。

PTFE (PTFE) is a thin film material with excellent electrochemical retention, thermal insulation, chemical stability, and functional properties. It's hard to get rid of all the solvents. This is a solution to the problem of thin film deposition. In recent years, the study of PTFE and PLD has been carried out. PTFE is directly excited by vacuum ultraviolet and short ultraviolet radiation. (F_2) High and low, high and low. Recently, the domestic and foreign countries have developed new technologies: (1) molecular vibration excitation by free electron;(2) electron migration excitation by SOR; and (3) PLD. In the middle of science, the interest is deep, the extreme is big, the light source is set, the practical stage is near, the cloud is difficult That is, the PTFE film manufacturing process is necessary for the rapid development of the application stage, safety and operability. The above points are the main requirements for the preparation of PTFE films. This year's research results are as follows: Material processing is the most popular in industry. For the latter, the fundamental wave (1064nm) is transmitted in the second and the amplitude is varied, and the ultraviolet high frequency wave is supplied. The wavelength of the laser beam is 100 nm. The wavelength of the laser beam is 100 nm. The wavelength of the laser beam is 10 nm. PTFE particles (weight ratio <0.1%) The light, the light. The decomposition of PTFE itself is avoided by multiphoton absorption. As a result, chemical damage was almost eliminated, mechanical strength was sufficient, and PTFE films were successfully fabricated due to substrate adhesion. The market for PTFE is very stable and easy to operate.