課題番号 ：S-15-MS-1026
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：PLD法により作製したCaF2薄膜特性評価
Program Title (English) ：Evaluation of CaF2 thin films prepared by pulsed laser deposition
利用者名（日本語） ：村松 宗太郎1), 小野 晋吾1), 高柳 順2), 柳田 健之3)
Username (English) ：Sotaro Muramatsu1), Shingo Ono1), Jun Takayanagi2), Takayuki Yanagida3)
所属名（日本語） ：1) 名古屋工業大学, 2) アイシン精機株式会社, 3) 奈良先端科学技術大学院大学
Affiliation (English) ：1) 1.Nagoya Institute of Technology, 2).Aisin Seiki Co., Ltd., 3).Nara Institute of Science and Technology

１．概要（Summary ）
　CaF2は紫外から赤外域において高い透過率と低屈折率，低分散の特性を持つ。それゆえに望遠鏡やフォトリソグラフィにおけるレンズや窓材を中心として幅広く利用されている。一方でシンチレータ用ホスト材料としても利用されており，またCaF2自体も波長300 nmで蛍光するシンチレータ材料である[2]。本研究ではパルスレーザー堆積法の技術を利用してCaF2微粒子の作製を行い，微粒子化による特性の変化を評価した。

２．実験（Experimental）
　フェムト秒レーザーパルス(波長:790 nm，繰り返し周波数:1 kHz，パルス幅:180 fs)をCaF2焼結体に集光照射し，石英ガラス基板上へ薄膜状に微粒子を堆積させた。ここで5.6, 45, 86 mJ/cm2の異なるレーザーフルエンスで微粒子を作製することで，フルエンスが微粒子作製に及ぼす影響を調査した。

３．結果と考察（Results and Discussion）
　図1に作製した薄膜の表面観察像を示す。低フルエンスで作製した薄膜はサブマイクロメートルオーダーの微粒子のみで構成されていた。一方で，高フルエンスで作製した薄膜は主に巨大な溶融粒子で構成されており，また溶融粒子中にクラックを確認した。図2に熱ルミネセンス蛍光スペクトルを示す。作製した全ての薄膜で530 Kに蛍光ピークがみられた。更に，低フルエンスで作製した薄膜では700 Kに，高フルエンスで作製した薄膜では450 K及び570 Kにそれぞれ蛍光ピークが観察され，フルエンスが束縛準位の形成に影響を及ぼすことが判明した。

図１薄膜の表面観察像 (a)フルエンス5.6 mJ/cm2
(b)フルエンス86 mJ/cm2

図2　薄膜の熱ルミネセンス蛍光スペクトル

４．その他・特記事項（Others）
なし

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
(1) S. Muramatsu, M. Yanagihara, S. Ono, S. Nakao, H. Ohtake, T. Yanagida, ICMAT & IUMRS-ICA, Suntec, Singapore, June 28-July 3, 2015, K-PO2-10.
(2) S. Muramatsu, M. Yanagihara, S. Ono, S. Nakao, H. Ohtake, K. Fukuda, T. Yanagida, ICMAT & IUMRS-ICA, Suntec, Singapore, June 28-July 3, 2015, K-PO2-9.
(3) S. Ono, M. Tanemura, K. Fukuda, T. Suyama, T. Yanagida, A. Yoshikawa, IS-OM7 2016, Lyon, France, February 29- March 4, 2016, I-8.
６．関連特許（Patent）
(1) 加瀬征彦，小野晋吾, “真空紫外線センサ”, 特願2015-126335, 平成27年6月24日提出