レーザCVDによる微小3次元構造物作製法の開発

激光CVD微三维结构制造方法的发展

基本信息

批准号：
17760100
负责人：
比田井洋史
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
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-17760100/
关键词：
CVD 炭素エチレンレーザ 3次元造型

项目摘要

申請者らは,エチレンなどの炭化水素系ガスを原料としたレーザCVDにより炭素構造物を作製する研究を行ってきた.生成した炭素棒は極めて可撓性が高い(塑性変形しにくい)ことを見出した.この高い可撓性を有する特徴は,例えば,SPM, AFM用カンチレバー,加速度センサーなどの応用に適していると考えられる.いままで申請者等はレーザ光の走査などは行わず円柱形状のみを作製してきた.本申請では,レーザ光を走査することで複雑形状を作製し,最終的にはデバイスの作製を目的とする.具体的には以下の5段階に分け検討する.i)走査光学系の設計,製作,ii)3次元構造の製作,iii)複雑形状の作製,iv)応用範囲の検討,v)作製するデバイスの選定と試作本年度はi〜iiiまでを実施した.i)走査光学系の設計,製作:レーザ光を走査することで,構造物を自由に作製できるように走査光学系を実装した.ii)3次元構造の製作:レーザ光の焦点付近で炭素が生成するため,レーザ光を走査することで,生成点を移動させ,単純な形状の炭素構造物を得た.特に,構造物の生成速度は基板部分の熱伝導によって大きく変わることから,熱伝導率の異なる,銅,ステンレス鋼,ガラスを基板に用い,影響を明らかにした.その結果,銅基板上には構造物は作製できず,ステンレス鋼,ガラス基板上には,作製できた.iii)複雑形状の作製:iiで得られた結果を踏まえて,ガラス基板上に壁状の構造物の作製を行ったが,形状にバラツキが出てしまう問題が明らかになった.これは,合成中に形状を測定し,レーザ光の出力を制御するなどの方法で,解決できると考えられる.

申请人已经使用由碳基乙烯等激光CVD（例如乙烯制成）对碳结构的生产进行了研究。他们发现产生的碳棒非常灵活（难以塑性变形）。这些高灵活性功能包括例如SPM，它被认为适用于诸如AFM悬臂，加速传感器等的应用。到目前为止，申请人仅在没有扫描激光光的情况下制作了圆柱形形状。在此应用中，复杂的形状是通过扫描激光灯产生的，最终是制造设备的目的。 Specifically, the following five stages will be divided into two stages: i) design and fabrication of scanning optical systems, ii) fabrication of 3D structures, iii) fabrication of complex shapes, iv) examination of application ranges, v) selection and prototype devices to be fabricated This year, i) design and fabrication of scanning optical systems: Scanning optical systems were implemented so that structures can be freely fabricated by scanning laser 光。 ii）制造3D结构：激光光是因为在激光束的焦点附近产生碳，移动生产点，并获得了简单形状的碳结构。特别是，结构的产生速度大大变化，具体取决于基板的导热率，以及具有不同导热率的铜，不锈钢和玻璃，用于基板，并揭示了效果。结果，可以在铜底物上制成任何结构，但可以在不锈钢和玻璃基板上制成。 iii）复杂形状制造：根据II中获得的结果，在玻璃基板上制造了壁样结构，但揭示了形状变化的问题。这可以通过测量合成过程中的形状并控制激光束的输出来解决。