2色2レーザー技術を用いた三次元極微配線技術の研究

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2種類の励起光を照射する2色2レーザー技術を用いて、樹脂等の媒体中に金属ナノ粒子を三次元位置特異的に作成する方法を研究おこなった。具体的には、前駆体および金属イオンを含む媒体に、波長の異なる2つのレーザー光を照射することで、その交点に強い還元力をもつ励起ラジカルを生成させ、それにより金属イオンを還元して位置特異的に金属ナノ粒子を作成するものである。交点を動かすことによって三次元位置特異的に金属ナノ粒子アレイを作成することができる。本技術は三次元位置特異的に金属ナノ粒子アレイを作成できるため、三次元極微配線技術としての応用が可能である。2色2レーザー照射技術を用いてポリビニルアルコール(PVA)フィルム中に金ナノ粒子を作成することを試みた。ベンゾフェノンおよび金イオン(AuCl_4^-)を含むPVAフイルムを作成し、第1レーザー(hv_<355>)照射で生じたベンゾフェノンケチルラジカルを第2レーザー(hv_<532>)照射によって励起することでPVAフィルム中に励起ケチルラジカルを生成させた。2色2レーザー照射によって、金ナノ粒子の生成量は単色のレーザーを照射した場合よりも上昇することがわかった。これは、励起ケチルラジカルによる金イオンの還元が発熱過程であり、効率的に起こることに起因する。これを裏付ける実験結果として、ベンゾフェノンケチルラジカルの励起状態から金イオンへの電子移動によるベンゾフェノンケチルラジカルの蛍光の消光が確認された。今回の実験によって、励起ケチルラジカルが効率的に金イオンを還元し金ナノ粒子を形成することが判明した。