[FLASH] 数サイクルフェムト秒レーザーでステンレス鋼とGaAs表面への微細構造形成に成功

国立大学法人東京農工大学 大学院工学研究院の宮地 悟代 准教授は、同大学大学院生の石原 陽大 氏（当時）とともに、波長650-1100nmの7fsレーザーをステンレス鋼およびチタン表面に集光照射したときに表面に形成されるナノ構造の周期が、これまでに観測されていた周期の1/5~1/4であることを初めて示しました。また、この形成メカニズムが短距離伝搬型の表面プラズモンであることを提案し、このモデルが実験結果の傾向とよく一致することを示しました。超短パルスレーザーをもちいたナノ加工技術に新しい展開を与えるものと期待しています。

掲載論文情報

掲載誌：Frontiers in Nanotechnology

出版日：2023年9月19日付（電子版）

論文名：Fine periodic nanostructure formation on stainless steel and gallium arsenide with few-cycle 7-fs laser pulses

著者名：Akihiro Ishihara and Godai Miyaji*

DOI　：https://10.3389/fnano.2023.1249648

We report the fine periodic nanostructure formation process on metal and semiconductor surfaces in air with few-cycle 7-fs laser pulses and its physical mechanism. Using appropriate peak power densities and scanning speeds for the laser pulses, nanostructures could be formed on stainless steel and gallium arsenide (GaAs) with periods of 60–110 nm and 130–165 nm, respectively, which are 1/5–1/4 of the period of nanostructures formed with 100-fs laser pulses. The periodicity can be explained as arising from the excitation of shortrange propagating surface plasmon polaritons, and the observed periods are in good agreement with the model calculation results.