金属球マニピュレーション

1. 研究背景

ガラスは、高い透過性や絶縁性といった優れた性質を持ち、カメラのレンズや電子機器の基板など、さまざまな場面で利用されています。ガラスにさらなる機能性を付与することができれば、半導体素子のインターポーザなど、高機能な材料としての応用が期待できます。
本研究では、レーザと金属を用いてガラス内部を局所的に変化させる手法に着目し、ガラスの新たな応用を目指しています。

2. 実験方法

ガラスに金属箔を密着させ、金属箔に対してガラス越しにレーザを照射します（図）。すると、金属はレーザによって加熱され溶融し、この熱が周囲に伝わることでガラスも軟化・溶融します。溶融したガラスの中に金属が百マイクロメートル程度の球として導入されます。
この金属の球（金属球）にレーザを照射し続けると、レーザの照射方向に向かって金属球が移動します。さらに、金属球が移動した軌跡では、ガラスの屈折率が変化したり金属成分が添加されたりします。

3. 今後の展望

今後は、この技術を用いた様々な応用を目指します。応用例を以下に示します。
・光導波路
・ガラス内電気伝導路
・光学メタマテリアル
・局所結晶化ガラス