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川堀 龍*; 渡部 雅; 今井 良行; 植田 祥平; Yan, X.; 溝尻 瑞枝*
Applied Physics A, 129(7), p.498_1 - 498_9, 2023/07
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Materials Science, Multidisciplinary)本研究では空気中におけるナノ粒子を使用した炭化ケイ素(SiC)のフェムト秒レーザー焼結の可能性を調査した。ポリビニルピロリドンとエチレングリコールを含むSiCナノ粒子インクは、780nmの波長でナノ粒子による強い吸収を示した。走査速度1mm/sでは焼結フィルムパターンの表面から底部まで全体が酸化しており、過剰なエネルギー照射により酸化ケイ素が生成したと考えられる。対照的に、走査速度5mm/s及び30
mのラスターピッチのレーザー走査で作製されたパターンでは焼結領域が観察され、表面から1.72mを除き、原料のSiCナノ粒子の酸化に有意な差は見られなかった。これらの結果からフェムト秒レーザーパルスの照射は熱の蓄積が少ないため、原料の大気酸化を受けることなく焼結SiCパターンが生成できることが示された。また、X線光電子分光法によって分散剤であるポリビニルピロリドン及びエチレングリコールは焼結に影響を及ぼさないことがわかった。したがって、この真空フリー直接描画技術は積層造形に適用できる可能性がある。
川堀 龍*; 渡部 雅; 今井 良行; Yan, X.; 溝尻 瑞枝*
no journal, ,
本研究では、SiCマイクロパターンを大気中で近赤外フェムト秒レーザ焼結を用いて作製した。まず最初にSiCナノ粒子インクを調製し、近赤外フェムト秒レーザを用いてSiCマイクロパターンを作製した後、これらのパターニング特性について調査を行った。その結果、3C-SiC平面パターンの大気中での作製に成功すると共に、作製したパターンには顕著な酸化は見られなかった。このようなSiCパターンの直接描画技術は、マイクロデバイスの製造において有用と考えられる。
Amarsaikhan, K.*; 川堀 龍*; 渡部 雅; 今井 良行; 植田 祥平; Yan, X.; 溝尻 瑞枝*
no journal, ,
フェムト秒レーザー焼結は2D/3Dマイクロ積層造形の有望な技術である。本プロセスではバインダーに分散されたナノ粒子を基板上にコーティングし、フェムト秒レーザーパルスでスキャンしパターンが描画される。本研究ではこのプロセスを直径約100nmのSiCナノ粒子を用いたSiC微細構造の製造に適用するとともに、直径約18nmのより微細なSiCナノ粒子を含むインクを調製しフェムト秒レーザーによるパターニング特性をレーザー照射条件を変えて評価した。様々な走査速度におけるパルスエネルギーと線幅の関係から、18nmのナノ粒子を含むインクにおいて線幅の減少が確認された。また、描画ライン中央部のアブレーション幅はナノ粒子を微細化することで減少した。これらの結果から、微細なナノ粒子がインク表面積を増加させ、照射エネルギーの消費を増やし、インクの熱伝導率が低下したことが示唆された。
