高電圧印加によるガラス表面へのサブミクロン構造誘起

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本研究はサブミクロンサイズの表面加工を施すことで、ガラスに光機能性を付与することを目的とする。その第一段階として、科学研究費が交付される2年間で新たなガラスの表面微細加工法を提案し、その適用範囲を検討する。具体的な方法として、無機ガラスをガラス転移温度(Tg)付近で加熱し、電圧(電場E〜107-8Vm-1)を印加し、イオンの移動を誘起し微構造を作製する。平成18年度の研究により、銀イオンを含んだテルライトガラスをTg付近で加熱し、直流電圧を印加することでアノード側電極近傍に選択的に銀微粒子が析出することがわかった。また、銀析出の機構を調べる中で、試料とステンレス電極の間に挟んだカバーガラスから試料中にアルカリイオン(主にナトリウムイオン)が流入し、これが銀析出に大きくかかわっていることがわかった。また、電圧印加後の試料で第2高調波発生(SHG)が観測されることもわかった。平成19年度は前年度の知見を踏まえ、Ag微粒子の析出機構の詳細を調べた。印加電圧および温度条件を変えて実験を行うことで、析出する微粒子の粒径および体積分率を制御できることがわかった。光リソグラフィによりカバーガラスに微細加工を施すことにより、Ag微粒子を位置選択的に析出させること(パターニング)に成功した。また、カバーガラスの代わりにNaC1をアノードとガラス試料の間に置いて電圧を印加した場合にもAg微粒子の析出が確認された。これよりNa+を供給できる物質を用いればAgの析出現象を誘起できることがわかった。