レーザー誘起プラズマエッチング技術は、サファイア表面の微細構造作製において独特の利点を持っています。変数制御法を用いて、レーザーエネルギー密度、ターゲットとサファイア間の距離、スキャン速度がレーザー誘起プラズマによるサファイア微細溝の微細形態および幾何学的寸法に与える影響を研究しました。直交試験を通じて、レーザー誘起プラズマプロセスパラメータがサファイア表面微細構造の接触角に与える影響を調査し、スキャン線間隔が接触角に最も大きな影響を与え、次いでターゲットとサファイア間の距離およびレーザーエネルギー密度が影響し、スキャン速度の影響は最も小さいことが分かりました。レーザーエネルギー密度が6.3 J/cm²、スキャン線間隔が200 μm、ターゲットとサファイア間距離が150 μm、スキャン速度が10 mm/sのとき、サファイア表面微細構造の接触角は136°で、良好な疎水性を示しました。レーザーエネルギー密度が7.4 J/cm²、スキャン線間隔が50 μm、ターゲットとサファイア間距離が100 μm、スキャン速度が5 mm/sのとき、サファイア表面微細構造の接触角は29°で、良好な親水性を示し、長時間放置後でも表面の接触角はほぼ変化しませんでした。走査電子顕微鏡観察により、サファイア表面の微細構造には多数のナノ粒子が分布しており、これらの微細・ナノ構造がサファイアの湿潤性に共同で影響を与えていることが確認されました。

レーザー誘起プラズマエッチング;サファイア;微細構造;プロセスパラメータ;表面湿潤性