無機構造化学

About研究室について

透明体の内側に、光で機能を書き込む。

無機構造化学研究室は、フェムト秒パルスレーザーと物質の相互作用を使い、ガラスやダイヤモンドの内部を改質して機能を付け加える研究をしています。
レーザーの焦点では強い電場や急な温度勾配といった極限的な環境が生まれ、そこで何が起きているのかを基礎から解き明かします。
直接通電加熱による単結晶材料の新しい成形プロセスや、ガラス材料の熱物性が生まれる仕組みの解明にも取り組んでいます。
合成・加工と電子顕微鏡や光学的な評価に加え、第一原理計算や分子動力学計算を併せて使い、加工法の開発や材料の機能向上につなげています。

Research研究テーマ

レーザー波長に対して透明な無機材料の内部を、フェムト秒レーザーで局所的に改質する研究をしています。材料の合成・加工と評価に第一原理計算や分子動力学計算を組み合わせ、物性が現れる仕組みを明らかにしたうえで、高効率・高精細な加工法や材料の機能向上につなげることを目指しています。

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結晶内部で起きる衝撃波を見る↗

固体の内部にフェムト秒レーザーを集めると、焦点で急に温度が上がって衝撃波が生まれます。時間分解偏光顕微鏡という観察手法を考案し、衝撃波が引き起こす構造変化の仕組みを調べています。

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ガラスの中にナノの縞を描く↗

レーザーがガラス内部に起こすプラズマ電子波と、照射光との干渉を利用します。1本のビームだけで数十ナノメートルの周期をもつ細線を描くことができ、透明な材料に分光や偏光を操る働きを与えられます。

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ビームの形を変えて一度に描く↗

構造を1点ずつ描き込む方法では、効率と速さが問題でした。液晶空間光変調素子と組み合わせて、狙った強度分布をもつレーザービームをつくり、一回の照射で複雑なパターンを書き込むシステムを開発しました。

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光でガラスの中の元素を動かす↗

レーザーの焦点にできる局所的な高温・高圧を使うと、多成分のガラスの中で元素の分布に偏りをつくれます。繰り返し周波数の違う二種類のレーザーを多点に同時照射し、その形を制御することにも成功しました。

Voices先輩の声

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