JP6029178B2 - グラフェンの加工装置 - Google Patents
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Description
はじめに、本発明の実施の形態1について図1Aを用いて説明する。図1Aは、本発明の実施の形態1におけるグラフェンの加工方法を説明するフローチャートである。この加工方法は、ステップS101で、基板の上にグラフェンを形成する(グラフェン形成工程)。例えば、グラファイトの剥離法によって任意の基板の上にグラフェンが形成可能である(非特許文献1参照)。また、シリコンカーバイト(SiC)基板を用い、この表面を熱分解することで、SiC基板の表面に単層および多層のグラフェンが形成できる(非特許文献2参照)。
次に、本発明の実施の形態2について図1Bを用いて説明する。図1Bは、本発明の実施の形態2におけるグラフェンの加工方法を説明するフローチャートである。この加工方法は、ステップS111で、基板の上にグラフェンを形成する(グラフェン形成工程)。グラフェンの形成は、前述した実施の形態1と同様である。次いで、ステップS112で、グラフェンの加工箇所に水(純水)を供給し、グラフェンの加工箇所が水で覆われた状態とする。
次に、本発明の実施の形態3について図1Cを用いて説明する。図1Cは、本発明の実施の形態1におけるグラフェンの加工方法を説明するフローチャートである。この加工方法は、ステップS121で、基板の上にグラフェンを形成する(グラフェン形成工程)。グラフェンの形成は、前述した実施の形態1と同様である。次いで、ステップS122で、グラフェンの加工箇所に所望とするガスを供給してこのガスの雰囲気とする。
次に、グラフェンの加工方法を実施するための加工装置について図2を用いて説明する。図2は、本発明の実施の形態における加工装置の構成を示す構成図である。この加工装置は、まず、ステージ201,パルスレーザー光源202,エネルギー制御部203,ビーム形状制御部204,全反射ミラー205,半反射ミラー206,集光レンズ207を備える。
はじめに、実施例1について説明する。実施例1では、パルスレーザーによる大気雰囲気下でのグラフェンの加工について説明する。
次に、実施例2について説明する。実施例2では、パルスレーザーによる水中におけるグラフェンの加工について説明する。
次に、実施例3について説明する。実施例3では、各種雰囲気下でのグラフェンのレーザー照射条件と加工状態を制御した結果について説明する。レーザー照射条件により、表2に示すようにグラフェンの加工状態に変化が生じる。表2は、設定した各照射エネルギー密度と照射回数で純水中および大気中でグラフェンを加工した後の状態を評価したものである。グラフェンは、前述した実施例1,実施例2と同様に作製した。
次に、実施例4について説明する。実施例4では、パルスレーザーの照射により純水雰囲気でグラフェンを加工するときの、溶存している空気の影響について説明する。純水に対してレーザーを照射した場合、レーザー照射領域の水が蒸発して気泡が発生・膨張することが知られている。この気泡の寿命は、数μs〜数十μsであり膨張の後で、収縮・消滅する。消滅する際には周囲が負圧となるため水中に溶存している酸素,窒素,二酸化炭素などのガスがキャビテーションバブルとして生じる。このキャビテーションバブルの消滅時間は、数百μs〜数msである。ガスの溶存濃度が高い状態の水を用いてグラフェンの加工を施すと、パルスレーザーを照射する毎にキャビテーションバブルが生成されることになる。
Claims (2)
- 基板の上にグラフェンを形成するグラフェン形成工程と、
前記グラフェンの加工箇所にKrFエキシマレーザーまたはArFエキシマレーザーによるパルスレーザーを照射して前記加工箇所の前記グラフェンを除去する加工工程と
を備えるグラフェンの加工方法に用いる加工装置であって、
前記基板を載置するステージと、
前記パルスレーザーを前記グラフェンの前記加工箇所に照射するレーザー照射手段と、
水を脱気する脱気手段と、
前記グラフェンの前記加工箇所を前記脱気手段で脱気された水で覆われた状態とする液体供給手段と、
前記液体供給手段により前記グラフェンの前記加工箇所に供給された水を回収する廃液受け容器と
を備えることを特徴とする加工装置。 - 請求項1記載の加工装置において、
前記グラフェンの前記加工箇所をガスの雰囲気とする前記ガスを前記加工箇所に供給するガス供給手段を備えることを特徴とする加工装置。
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