− 53 −レーザプロセッシングレーザプロセッシングAF-2020237-C2奨励研究助成（若手研究者枠）AF-2020238-C2奨励研究助成（若手研究者枠）複合材料，自己修復材料，レーザー加工セラミックス，表面亀裂，自己修復son@mech.kushiro-ct.ac.jpレーザー加工極端紫外光，高次高調波，レーザー加工motoyama@chem.s.u-tokyo.ac.jpNGUYEN THANHSON本山 央人釧路工業高等専門学校 創造工学科 准教授東京大学 理学系研究科化学専攻 助教レーザを利用したセラミックス材料の亀裂に対する局所自己修復技術の開発表面を原子層レベルで形状制御するための 超精密フェムト秒レーザー加工プロセスの開発セラミックス材料は広範に使用されているが，靭性が低いため使用中に亀裂がよく発生することがある．そのため自己治癒能力をもつセラミックス材料を研究されているが，従来の治癒方法は電気炉で加熱することである．しかし，一度に全治癒剤が反応してしまうことから自己治癒が１回のみ限られる．この問題に対して，レーザで自己治癒する方法を提案する．レーザを用いて亀裂に集中照射し自己治癒する方法である．レーザ加工機は入力データに基づき，所定の位置にレーザを照射できる機能を持つ．この機能を用い，亀裂位置にレーザを正確に照射することで，自己治癒効果を向上することが期待できる。本研究は，次の2つ目的に注目している：１）レーザ加工機を用いて，Al2O3基セラミックス複合材料の局所亀裂治癒の技術開発を目標とする．2）顕微鏡の画像から，レーザ照射位置情報抽出のためのレーザ加工機用入力データに変換するソフトウェアを構築する．フェムト秒レーザー加工は、熱影響層の少ない高精度加工が可能な非接触加工法として発展してきた。その加工分解能は照射する光のスポットサイズで決まるが、回折限界集光サイズは波長に比例するため、現在広く用いられている近赤外フェムト秒レーザー（波長〜1 μm）を用いる場合は数μmの分解能が得られていた。本研究では、波長30 nm程度の極端紫外(EUV)光を用いたsub-μm分解能レーザー加工の開発に取り組んだ。高強度フェムト秒レーザーを希ガスに照射した際に発生するEUV領域の高次高調波を、高精度に加工したEUV集光Wolterミラーでsub-μmサイズまで集光して、金属試料に照射した。照射領域を原子間力顕微鏡で計測した結果、sub-μmサイズの加工痕が得られていることがわかった。その他、一部の半導体材料に対するsub-μm分解能加工に成功し、EUVフェムト秒レーザー加工の有用性を示した。
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