FaVol.274,brication of periodic metal structure by interfering ultra-short pulse laser processing and application for surface-enhanced Raman spectroscopy

FaVol.274，干涉超短脉冲激光加工周期性金属结构的脆化及其在表面增强拉曼光谱中的应用

• 批准号: 23360035
• 负责人: NAKATA Yoshiki
• 金额: $ 7.99万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23360035/
• 关键词: 超短パルスレーザー; 干渉加工; 金属周期ナノ構造; ビーム整形; プラズモニクス; 表面増強ラマン散乱; MHA; FDTD; 表面増強ラマン散乱（SERS）; フェムト秒レーザー; 応用光学・量子光工学; 干渉; ナノ材料; 金属; 周期構造; メタマテリアル; 表面増強ラマン（SERS）; レーザープロセッシング; 応用光学・量子工学; 誘導ラマン散乱

Peculiar nano-sized and periodic metal structures such as nanowhisker and nanodrop in matrix can be fabricated by interfering ultra-short pulse laser processing of metal thin film via nano-sized metal liquid flow and solidification, which is called as Solid-Liquid-Solid (SLS) process. To apply these structures to plasmonic devices, large area processing was performed with controlling of processing profile by spatial light filter and Spatial-Light-Modulator (SLM) devices, and with 3D scanning processing technique. The system was applied to fabricate Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS) substrate and MHA metamaterial, and their characters were examined. In addition, according to the observed results of nano-sized metal structures by scanning and transmission electron microscope, electro-magnetic field with laser irradiation was simulated by FDTD method, and the results proved the field enhancement effect.

干涉超短脉冲激光加工金属薄膜，通过纳米级金属液体的流动和凝固，可以在基体中形成纳米晶须和纳米滴等特殊的纳米周期性金属结构，称为固体-液体-固体（SLS）工艺。为了将这些结构应用于等离子体器件，采用空间光滤光片和空间光调制器（SLM）器件控制加工轮廓，并采用三维扫描加工技术进行大面积加工。应用该系统制备了表面增强拉曼散射（SERS）衬底和MHA超材料，并对其性能进行了测试。此外，根据扫描电镜和透射电镜对纳米金属结构的观察结果，采用时域有限差分法模拟了激光辐照下的电磁场，结果证明了磁场增强效果。

项目成果

レーザーを利用したZnOナノ・マイクロ構造体の作製と応用

激光ZnO纳米/微米结构的制备及应用

• 作者: R. Kometani;S. Nishi;S. Warisawa;S. Ishihara;中村大輔，下垣哲也，岡﨑功太，村岡佑樹，杉江達朗，東畠三洋，中田芳樹，岡田龍雄
• 通讯作者: 中村大輔，下垣哲也，岡﨑功太，村岡佑樹，杉江達朗，東畠三洋，中田芳樹，岡田龍雄

干渉レーザーを利用した周期構造ZnO ナノ結晶の作製

干涉激光制备周期性结构ZnO纳米晶

• 作者: R. Kometani;T. Hatakeyama;K. Kuroda;S. Warisawa;S. Ishihara;中村大輔，下垣哲也，岡﨑功太，東畠三洋，中田芳樹，岡田龍雄
• 通讯作者: 中村大輔，下垣哲也，岡﨑功太，東畠三洋，中田芳樹，岡田龍雄

Solid-liquid-solid process for forming free-standing gold nanowhisker superlattice by interfering femtosecond laser irradiation

• DOI: 10.1016/j.apsusc.2013.02.042
• 发表时间: 2013-06-01
• 期刊: APPLIED SURFACE SCIENCE
• 影响因子: 6.7
• 作者: Nakata, Y.;Miyanaga, N.;Hiromoto, T.
• 通讯作者: Hiromoto, T.

レーザー干渉加工における位相・振幅制御によるメタマテリアルの直接作製 2

在激光干涉加工中使用相位和振幅控制直接制造超材料 2

• 发表时间: 2013
• 作者: Yukio Miyashita;Teppei Watanabe;Yuichi Otsuka;中田芳樹
• 通讯作者: 中田芳樹

Designing of meta-atoms in interfering femtosecond laser processing technique

干涉飞秒激光加工技术中元原子的设计

• 发表时间: 2013
• 作者: Yoshiki Nakata;Yoshiki Matsuba;Keiichi Murakawa;Noriaki Miyanaga
• 通讯作者: Noriaki Miyanaga