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3Dプリンタで100nmオーダーの加工が可能に？エバネッセント光を使う微細加工：東大駒場リサーチキャンパス公開2015（2/2 ページ）

» 2015年06月09日 13時30分公開

ナノ粒子とビームで微細加工

　高橋研究室は、光触媒ナノ粒子を使った3次元の微細加工技術の研究も展示した。金属や誘電体を使って、マイクロメートルのオーダーで自由に3次元形状を作るというもの。フォトニック結晶やメタマテリアルへの応用が期待できるという。

　形状を作る原理は次の通りだ。光触媒として使うナノ粒子と銀イオンを溶解した液体を用意する。光触媒ナノ粒子には酸化チタンが用いられている。その液体をスライドガラスに垂らし、カバーガラスを置く。そのスライドガラスに、レーザーを集光した加工ビームを当てると、ビームを当てた所で光触媒反応が起こり、銀イオンが電子を得て、銀が析出する。ビームを走査すると、その軌跡に沿って銀イオンが析出するので、任意の形状を作れることになる。

左＝銀イオンと光触媒ナノ粒子および加工ビームによって、3次元形状を作ることができる。灰色で描かれている直線が、ビームを走査させたところと考えればよい。その直線上に銀が析出している（黄色の丸で示されている）。右＝実験装置の模式図。対物レンズを使って加工ビームを当てる。スライドガラス上に垂らした液体とカバーガラスの厚みは、わずか100μm程度である（クリックで拡大）出典：東京大学先端科学技術研究センター高橋研究室

　担当者によれば、レーザーの波長がポイントになるという。現在は405nmを用いているが、それより短くても長くても、光触媒反応が起きないなどの問題が出てくる。光触媒ナノ粒子が、最も光を吸収するのが405nmだという。