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　光涡（ひかりうず）とは、らせん波面をもつ特殊な光波であり、従来の光がもたない轨道角运动量を利用した物质を回転させる効果があることで、物质操作やレーザー加工技术の発展が期待されています。従来の光涡研究の主な関心は加工后の表面形状であり、加工现象过程に関する研究は皆无で、物质のねじれ形成は未解明でした。

　九州大学大学院システム情报科学研究院の中村大辅准教授、池上浩教授、川本実季大学院生らは、宇都宫大学の东口武史教授、埼玉医科大学の若山俊隆教授、米国パデュー大学の砂原淳客员教授（大阪大学招へい准教授）との共同研究により、偏光状态を実测した特殊な光「光涡」を用いて半导体表面のねじれ加工を実现し、世界で初めてその形成メカニズムを2次元辐射流体シミュレーションにより解明し、加工构造物の形成过程を再现しました。

　本研究では、光涡による物质のねじれ形成を明らかにするため、実験に使用する光涡の偏光状态を実测评価したうえでねじれ构造物の形成を実証し、さらに、レーザー生成プラズマの2次元辐射流体シミュレーションにより、プラズマ圧力と构造物形成の相関を世界で初めて明らかにしました。

　本研究成果は2020年12月1日（火）に英国科学誌 Scientific Reports にオンライン掲載されました。本研究は、日本学術振興会科学研究費（JP18K12114、JP20H02157）、カシオ科学振興財団、村田学術振興財団、天田財団の支援により行われました。

（参考図）
ドーナツ状の强度分布をもつ光涡を物质に照射することでねじれた円锥构造物が形成される（上図）。
その形成过程を示す辐射流体シミュレーション（下図）。

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