とCu薄膜が接合されていると考えられる．これは，塗布されたCu2Oナノ粒子溶液膜の膜厚は約300 nmであることから，ナノ粒子が数層積層されているにも関わらず，ライン状に残るCu2Oナノ粒子は単層であることから推察される．Cu薄膜上へのレーザ描画においては，低エネルギー条件において内部描画が可能であることがわかった．図4ガラス基板上へ塗布したCu2Oナノ粒子溶液膜の(a)紫外・可視吸収スペクトルと(b)その写真．図6にラインパターンの幅とレーザ描画速度の関係を示す．パルスエネルギーを0.023－0.117 nJとしたとき，0.078 nJ以下ではすべての描画条件において，レーザスポット径以下のラインパターンが得られた．図4(a)の吸収スペクトルと，回折限界以下のラインパターン幅が得られた結果から，フェムト秒レーザパルスに誘起されたCu2Oナノ粒子の非線形的な光吸収が生じていると考えられる．図5ラインパターンのFE-SEM画像．(a)ガラス基板上のラインパターンと，Cu薄膜上のラインパターンのうち(b)高エネルギーと(c)低エネルギー描画条件． ensLudar2e/1htdwiii3・2吸収特性Cu2Oナノ粒子膜の紫外可視吸収特性を評価した．図4に吸収スペクトルを示す．近赤外フェムト秒レーザ波長780 nmにおいては吸収が小さく，その半波長以下で大きな吸収を有することが分かった．このことは，フェムト秒レーザパルスが誘起する非線形光吸収により，回折限界以下の加工分解能，内部描画の可能性を示唆している．3・3描画線幅特性レーザ描画条件と，描画形成されるラインパターンの幅の関係を調べた．図5に代表的なラインパターンのFE-SEM像を示す．図5(a)はガラス基板上のパターン，図5(b)，5(c)はCu薄膜上のパターンであり，描画条件はそれぞれ，パルスエネルギー0.117，0.059nJ，描画速度100µm/sとしたときのものである．ガラス基板上においては，すべてのパターンで溶融し，焼結部も合わせた線幅はスポット径以上となった．一方，Cu薄膜上に塗布したCu2Oナノ粒子溶液膜へラインパターンを描画した場合，照射エネルギーの大きな描画条件においては，レーザスポット部の溶融部とその周囲の焼結部が見られた．一方で，低エネルギー条件では溶融せず，1層目のCu2Oナノ粒子のみがライン状に残った．このことから，ガラス基板上への描画の場合，Cu薄膜/ガラス基板上と比較して，熱伝導率が低いためにレーザ照射中に熱蓄積が生じ，レーザスポット中心部において溶融が生じた考えられる．一方，Cu薄膜上へのパターニングの場合，Cu薄膜の熱伝導率が高いために熱蓄積が抑制でき，更にCuと誘電体Cu2Oナノ粒子の間に局在的な電場増強が生じることによって，Cu2Oナノ粒子(a)(b)(a)(c)(b)Cu-sputteredfilmCu-sputteredfilmCu-sputteredfilmCu-sputteredfilmGlass substrateGlass substrate1 µm1/e2radius500 nm1/e2radius500 nm- 86 -
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