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フェムト秒レーザーによる金属薄膜の周期配列ナノ構造作製とその局在増強光利用の革新

使用飞秒激光器在金属薄膜中制造周期性阵列纳米结构以及使用局部增强光的创新

基本信息

批准号：
16J03565
负责人：
中島康貴
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、フェムト秒レーザーによる金属薄膜の周期配列ナノ構造作製とその局在増強光利用の革新であり、作製した金属微細構造を活用した細胞刺激が最終的な応用先となる。本年度は、細胞刺激応用デバイス中にて電気回路等を構成する導電性構造の作製が必要であると考え、フェムト秒レーザーを用いた透明材料表面への導電性構造作製を主に遂行した。具体的には、当初予想していなかったものの、フェムト秒レーザーを用いたポリジメチルシロキサン (Polydimethylsiloxane, PDMS) の改質によりPDMSへの局所的導電性付与が可能であることを見出し、導電性構造をPDMS表面に作製可能な技術を創出した。作製導電性構造の分析の結果、シリコンカーバイドの生成が明らかとなった。本研究では、高繰返し周波数のフェムト秒レーザを用いている。そのため、高繰返しレーザパルス照射による熱蓄積により、PDMSの局所的な熱分解が誘起され、導電性SiC構造が生成したと推察される。創出技術により、レーザー光を二次元走査するのみで細胞刺激応用デバイス中の電気回路を任意の形状にて簡易に作製できる。デバイス中に作製する電気回路に関しては、PDMSの改質により得られる導電性構造より高い導電性が求められる場合も想定される。そこで、当該分野において研究実績のあるProf. Philippe Delaporte研究室にて、金属の導電性微細構造を透明材料表面に作製する研究を遂行し、その技術を獲得した。さらに、空間的に一様な光照射による細胞刺激ではなく、空間選択的な細胞刺激を検討するために、当該分野において研究実績のあるProf. Robert R. Thomson研究室にてフェムト秒レーザーを用いた透明材料内部への導波路構造作製に関する研究を遂行し、その技術を獲得した。

The purpose of this study is to enhance the innovation of the use of intense light in the periodic arrangement of metal thin films and the use of cell stimulation in the final application of metal thin films. This year, it is necessary to manufacture conductive structures such as electrical circuits in cell stimulation applications, and the manufacture of conductive structures on the surfaces of transparent materials has been carried out. Specifically, it was originally thought that the conductivity of PDMS (Polydimethylsiloxane, PDMS) could be enhanced by the modification of PDMS surface. The results of the analysis of the conductive structure are as follows: In this study, the number of high frequency cycles was determined. The thermal decomposition of PDMS and the formation of conductive SiC structures were investigated during the thermal accumulation and thermal decomposition of PDMS. Create technology, light, two-dimensional exploration, cell stimulation, electrical circuit, arbitrary shape, easy to manufacture. The electrical circuit of PDMS is controlled by PDMS, and the conductivity of PDMS is determined by PDMS.そこで、当该分野において研究実绩のあるProf. Philippe Delaporte Research Laboratory has been conducting research on the fabrication of conductive fine structures on the surface of transparent materials. In addition, the study of the effects of light irradiation on cell stimulation in the field of space and space selection on cell stimulation in the field of space and space selection was carried out. Robert R. Thomson Research Laboratory conducted research on the use of transparent materials in the fabrication of waveguide structures, and obtained new technologies.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Fabrication of isolated platinum nanowire gratings and nanoparticles on silica substrate by femtosecond laser irradiation

DOI：
10.1016/j.apsusc.2016.10.058
发表时间：
2017-02
期刊：
Applied Surface Science
影响因子：
6.7
作者：
Y. Nakajima;N. Nedyalkov;A. Takami;M. Terakawa
通讯作者：
Y. Nakajima;N. Nedyalkov;A. Takami;M. Terakawa

Fabrication of silver/PDMS composite microstructures by using femtosecond laser

飞秒激光制备银/PDMS复合微结构

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yasutaka Nakajima;Kotaro Obata;Manan Machida;Arndt Hohnholz;Jurgen Koch;Oliver Suttmann;and Mitsuhiro Terakawa
通讯作者：
and Mitsuhiro Terakawa

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