EPFLの研究チームは、光でさえも約0.3 μm程度しか進まないフェムト（1×10^-15）秒という極めて短いパルス幅をもつ、高速パルス高エネルギーのフェムト秒レーザー技術の研究を実施してきた。フェムト秒レーザーは、共振器内で位相関係が固定されている発振モード間で、各波長の山が揃った部分のみでパルスを発生させる“モード同期法”などで発振させることができ、熱影響による対象物の損傷を防いだり、焦点近傍のみで微細構造を形成できるなど、超精密加工などへの技術応用開発が活発に進められている。研究チームはその過程で、線形屈折率や誘電率が大きく、赤外透過性に優れ、光機能性が期待されている酸化物ガラスの1つであるテルライト（TeO₂）ガラスに、フェムト秒レーザーを照射した場合のガラス構成原子の反応について注目した。2023年5月には、東京工業大学の科学者が作成したテルライトガラスに対して、フェムト秒レーザー光の単一パルスを照射した結果、溶融現象を経ることなく固相変態により、ガラス中のTe原子が半導体Te結晶に変化することを確認している。

研究チームは更に、テルライトガラスを基板として光導電性回路を書き込むことにチャレンジした。直径1cmほどのテルライトガラスの表面に単純なラインパターンを照射したところ、Te/TeO₂ナノコンポジット界面のラインが形成され、近紫外線から可視光線までの照射によって電流を発生することを見出した。波長400nm照射線量0.07mW/cm²で照射効果を測定したところ、高い光起電力応答性16.55A/Wおよび光検出度5.25×10¹¹Jonesが得られ、それが数カ月維持されることが確認された。「この発見によって、テルライトガラス表面に耐久性のある光導電性回路パターンを書き込むことができ、光照射によって電気を信頼性高く発生できる」と、研究チームは説明する。「興味深いことに、プロセスにおいて追加の材料を必要としない。活性な光導電性材料を作成するのに必要なのは、テルライトガラスとフェムト秒レーザーだけだ」とも語っている。

（fabcross for エンジニアより転載）