レーザパワーでスーパーレゾリューションレーザ加工が可能

March, 17, 2014, Sydney--新たに発見された自然現象は、光を使って物質を原子単位で分解できることを示している。これはオーストラリアの研究者がNature Communicationsに発表した論文で、ナノスケールのダイヤモンドデバイスへの新たな道を示唆している。
「レーザは、人の髪の幅以下の小さなスケールで材料を正確に切断、穴開けできることが知られているが、原子スケールでは分解能は極めて悪い」(Richard Mildren助教授)。
「もっと高い分解能でレーザを利用することができれば、原子レベルでの利用機会は計り知れない、特にデータストレージ、量子コンピュータ、ナノセンサやハイパワーオンチップレーザなど、将来のナノスケールデバイスでは機会は大きい」とMildren氏は見ている。
現在のレーザは、レーザビームの焦点で表面を超加熱して材料を分離する。自動車生産などの産業ではこれは広く利用されているが、この技術は特にナノ-デバイスで最先端の製造課題に対処しようとするときには厳しい限界に直面する。
Mildren氏と、マッコーリー大学(Macquarie University)のAndrew Lehmann、Carlo Bradac氏の研究チームは、UVレーザを使い、相互作用を原子スケールに制限することで表面から原子を除去できることを見いだした。この現象は、これまで非常に小さく、正確な切断能力を制限していた発熱問題を完全に回避しようとして発見された。
「これまでのところ、この技術は約20nmサイズ、大きな分子サイズのダイヤモンド構造実証に使える。しかし、この技術はかなり有望であると考えられ、究極の単一原子精度、標準的なレーザ加工技術よりも10000倍以上小さなサイズで表面を操作できる」とMildren氏はコメントしている。
(詳細は、Nature Communications, “Two-photon polarization-selective etching of emergent nano-structures on diamond surfaces”)