Vivid laser coloring by nitridation and surface periodic structure formation

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（１）フェムト秒レーザーを用いてに表面周期構造の作製を行った。ガルバノミラーを使ってレーザー光を走査することで，高効率に作製するシステムを構築した。これを用いて，ステンレス（SUS304）やマグネシウム基板に作製した。とくにステンレス基板において，顕著な発色が見られた。多様な条件（レーザー光の強さ，走査速度，走査線と線との間隔）で作製したところ，発色の程度にはこれらの条件に対する依存性が見られた。しかし，色を決定する大事な要素は構造の周期であるが，周期を大きく変化させることはできなかった。また，とくにレーザーを強く照射したときには，サビのようなものが発生した。これは酸化によるものと考えられたため，酸化を抑制するために窒素ガスを吹き付けながらレーザーを照射すると，サビのようなものの発生は減少した。（２）シリコンおよびアルミニウムを試料として，レーザーによる窒化およびそれを利用した着色を試みた。この二つは，酸化・窒化による着色を念頭に置いて選定したものである。このうち，シリコンは高品質で高度に研磨されたものが容易に入手できる。しかし，アルミニウムではそれが難しい。そこで，電解研磨を用いて，平坦性の高いアルミニウム基板を作製した。加えて，スパッタリングを用いて，ガラス基板表面に平坦なアルミニウム膜を作製した。これらの試料に対し，空気中でレーザーを照射したところ，窒化は起こらず酸化のみが生じた。そこで，還元性雰囲気とするために水素を5%した窒素ガスを用意し，容器中に封じ込めた状態でレーザー光を照射したところ，酸化は起こらなかったが，窒化も見られなかった。