パワーエレクトロニクス材料のフェムト秒レーザー加工と物性評価

电力电子材料的飞秒激光加工及物性评价

• 批准号: 17760056
• 负责人: 富田 卓朗
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: The University of Tokushima
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760056/
• 关键词: フェムト秒レーザー; リップル構造; レーザー加工; 表面処理技術; ワイドギャップ半導体; シリコンカーバイド; 照射条件依存性; 改質技術

昨年度の結果をもとにレーザー誘起ナノ周期(リップル)構造の生成メカニズムの解明と物性分析を引き続き行った.リップル構造生成メカニズムについては照射波長程度の周期を持つ"粗い(coarse)リップル"の生成閾値が試料表面粗さの影響を受けないのに対して,照射波長の数分の一の周期をもつ"細かい(fine)リップル"の生成閾値は表面粗さの影響を大きく受けることを明らかにした.この結果は細かいリップル構造の生成はフェムト秒レーザー照射によって生成される光励起キャリアの局在化によって引き起こされているが,粗いリップルの生成は光励起キャリアの局在化には依存しないということを示唆しているものであると考えている.さらに,シリコンカーバイドにおけるリップル構造のラマン分光測定を昨年よりも高空間分解能,高検出感度で行い,細かいリップルと比較して粗いリップルではアモルファスシリコンやアモルファスカーボンのピークがアモルファスシリコンカーバイドのピークよりも相対的に強く,レーザー照射による原子結合の乖離が粗いリップルにおいてより強く起こっていることを示唆する結果を得た.さらにラマン分光分析で得られた成果をより微視的な観点から議論するため,リップル構造を断面方向に切り出した試料を収束イオンビーム法で作製し,透過型電子顕微鏡観察を行った.その結果,リップル構造にはアモルファス相,ひずみを伴う層,無欠陥シリコンカーバイド単結晶が表面から結晶内部に向かって存在していることが明らかになった.さらに,アモファス相の厚さは約50nmであり,この値はラマンスペクトルのピーク強度から吸収係数を考慮して概算した値とほぼ一致することも明らかになった.

Yesterday's annual results の を も と に レ ー ザ ー induced ナ ノ cycle (リ ッ プ ル) tectonic の generated メ カ ニ ズ ム の interpret と property analysis を lead き 続 き line っ た. リ ッ プ ル structure generated メ カ ニ ズ ム に つ い て は level の irradiation wavelength を hold つ crude い "(coarse) リ ッ プ ル" の generating threshold numerical が sample surface coarse さ の を by け な い の に し seaborne て, irradiation wavelength の の a number of points の cycle を も つ fine "か い (fine) リ ッ プ ル" の generating threshold numerical は surface coarse さ の を affected き く by け る こ と を Ming ら か に し た. こ の results は か い リ ッ プ ル tectonic の generated は フ ェ ム ト seconds レ ー ザ ー irradiation に よ っ て generated さ れ る excitation light up the キ ャ リ ア の bureau in turn に よ っ て き Up こ さ れ て い る が, coarse い リ ッ プ ル の generated は excitation light up the キ ャ リ ア の bureau in turn に は dependent し な い と い う こ と を in stopping し て い る も の で あ る と exam え て い る. さ ら に, シ リ コ ン カ ー バ イ ド に お け る リ ッ プ ル tectonic の ラ マ ン spectral photometry を yesterday in よ り も high spatial decomposition can, high 検 out sensitivity で い, fine か い リ ッ プ ル と compare し て coarse い リ ッ プ ル で は ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン や ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン の ピ ー ク が ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン カ ー バ イ ド の ピ ー ク よ り も phase of seaborne に く, レ ー ザ ー irradiation に よ る atoms の stays が coarse い リ ッ プ ル に お い て よ り strong く up こ っ て い る こ と を in stopping す る results を た. さ ら に ラ マ で ン spectral analysis to ら れ た results を よ り micro visual な 観 point か ら comment す る た め, リ ッ プ ル を section direction に り cutting out し た sample を 収 beam イ オ ン ビ ー し で ム method as a system, through the line type electronic 顕 micro mirror 観 examine を っ た. そ の results, リ ッ プ ル tectonic に は ア モ ル フ ァ ス phase, ひ ず み を companion う layer, no owe 陥 シ リ コ ン カ ー バ イ ド 単 crystal が surface か ら crystallization internal に to か っ て exist し て い る こ と が Ming ら か に な っ た. さ ら に, ア モ フ ァ ス の thick さ は about 50 nm で あ り, こ の numerical は ラ マ ン ス ペ ク ト ル の ピ ー ク strength か ら 収 absorption coefficient を consider し て estimate し た numerical と ほ ぼ consistent す る こ と も Ming ら か に な っ た.

项目成果

Spin injection processes in ZnSe-based double quantum dots of diluted magnetic semiconductors

稀磁半导体 ZnSe 基双量子点的自旋注入过程

• 期刊: Journal of Superconductivity, incorporating Novel Magnetism (印刷中)
• 作者: T.Tomita;et al.
• 通讯作者: et al.

Femtosecond Laser-Induced Ripple Structures in Semiconductor Materials

半导体材料中的飞秒激光诱导波纹结构

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Laser Micro/Nanoengineering 2
• 作者: T. Tomita;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Laser Microfabrication of Photoresist Rod Array Using a Microlens Array

使用微透镜阵列激光微加工光刻胶棒阵列

• 发表时间: 2005
• 期刊: Technical digests of IQEC and PR-CLEO 2005
• 作者: H.Sasaki;S.Takashima;M.Hori;T.Tomita et al.;S.Matsuo et al.
• 通讯作者: S.Matsuo et al.