フェムト秒レーザ誘起光熱還元を用いた３次元Ｃｕ微細構造作製

使用飞秒激光诱导光热还原制造 3D Cu 微结构

• 批准号: 16J11161
• 负责人: 荒金 駿
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Nagoya 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J11161/
• 关键词: フェムト秒レーザ; Cuパターニング; ２光子吸収; Cu2Oナノ粒子

本研究では，フェムト秒レーザパルスが誘起する2光子吸収を利用した3次元Cu微細構造体作製法の確立を目的とした．レーザ波長で吸収が小さく，その半波長以下で吸収の大きなCu2Oナノ粒子溶液を調整し，フェムト秒レーザの焦点近傍のみで生じる2光子吸収を利用することで，内部露光による3次元Cu微細構造体が作製できると考えられる．本年度ではCu2Oナノ粒子溶液をポリオール法にて調製し，その溶液を評価した．また，フェムト秒レーザにて描画することにより，パターニングを試みた．まず，ポリオール法にてCu2Oナノ粒子を生成し，XRD及びSEMにて評価した．生成したナノ粒子をXRDにて測定したところ，CU2Oのピークを観察した．また，SEM画像より，直径約100 nmのナノ粒子が生成されていることを明らかにした．次に，調製した溶液を分光測定器により測定したところ，フェムト秒レーザの波長領域で吸収が小さく，半波長領域で吸収の大きな吸収スペクトルを得た．これは，求める溶液のスペクトルに近い結果となった．最後に，調製した溶液をフェムト秒レーザにて描画し，2次元のCuパターンを作製した．作製したパターンはXRDスペクトルにて，Cuのピークを示した．また，作製したパターンの線幅は，レーザスポット径と同程度な値となった．このことはCuパターンが2光子吸収にて作製できる可能性を示唆した．しかしながら，作製したパターンは導電性を確認できなかったため，今後，Cu2Oナノ粒子の濃度を調整する必要がある．

This study で は, フ ェ ム ト seconds レ ー ザ パ ル ス が induced す る two photon absorption 収 を using し た 3 dimensional Cu micro method constructs for の establish を purpose と し た. レ ー ザ で 収 absorption wavelength が small さ く, そ の で under half wave absorption 収 の big き な Cu2O ナ ノ を adjust し particle solution, フ ェ ム ト seconds レ ー ザ の focus nearly alongside の み で raw じ る two photon absorption 収 を using す る こ と で, internal exposure に よ る 3 dimensional superfine Cu constructs が cropping で き る と exam え ら れ る. This year, the で で Cu2Oナノ particle solution をポリ <s:1> <s:1> を にて method for にて modulation た, そ <s:1> solution を evaluation 価 た た. ま た, フ ェ ム ト seconds レ ー ザ に て painted す る こ と に よ り, パ タ ー ニ ン グ を try み た. ま ず, ポ リ オ ー ル method に て Cu2O ナ を ノ particles generated し, XRD and び SEM に て review 価 し た. Generate たナノ たナノ particles をXRDにて to determine <s:1> たと ピ ろ ろ, CU2O ピ ピ を観 を観 を観 to examine た た. ま た, SEM pictures よ り, diameter of about 100 nm の ナ が ノ particles generated さ れ て い る こ と を Ming ら か に し た. に, modulation し た solution を spectroscopic determination apparatus に よ り determination し た と こ ろ, フ ェ ム ト seconds レ ー ザ の で 収 absorption wavelength field が small さ く, half wave field で suction 収 の big き な suction 収 ス ペ ク ト ル を た. Youdaoplaceholder2 れ, find the proximal となった result of the める solution <s:1> スペ ト ト に に に に となった. Finally, に, prepare the に た solution for をフェムト seconds レ に ザにて ザにて draw the パタ, two-dimensional <s:1> Cuパタ を を make the た. The process of making たパタ たパタ たパタ ト スペ スペ XRDスペ ト ト にて にて, Cu <s:1> ピ <s:1> を を を を shows た. Youdaoplaceholder0, to make the たパタ また <e:1> <s:1> line width, レ また ザスポット ザスポット diameter と of the same degree な value となった. The possibility of <s:1> と と Cuパタ が が が が2 photon absorption にて fabrication で る る を を suggests た た. し か し な が ら, cropping し た パ タ ー ン は conductivity を confirm で き な か っ た た め, henceforth, Cu2O ナ ノ particle concentration の を adjustment す る necessary が あ る.

项目成果

Three-dimensional Cu micropatterns using femtosecond laser-induced CuO nanoparticle reduction

使用飞秒激光诱导 CuO 纳米粒子还原的三维 Cu 微图案

• 发表时间: 2016
• 作者: Tomoaki Nakagawa;Yusaku Maeda;Kouhei Maeda;Kazuki Watatani;Hideki Kobara;Hirohito Mori;and Hidekuni Takao;前田祐作，寺尾京平，下川房男，高尾英邦;S. Arakane
• 通讯作者: S. Arakane