Evaluation Method for Adhesion Properties of Interfaces in Nano-scale Bilayer Systems : Multiscale Approach

• Project/Area Number: 19760058
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Materials/Mechanics of materials
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: HARA Shotaro The University of Tokyo, 大学院・工学系研究科, 助教 (10401134)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥2,740,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2008: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2007: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
• Keywords: 材料設計 / プロセス / 物性 / 評価

Research Abstract

界面の密着・剥離特性を正確に評価するためには、ミクロな微小欠陥の挙動を3次元的に取り扱え、かつ、異材ナノ界面のマクロな特性との相関を推定できるようなマルチスケール的視点に立った計算手法の確立が必要である。初年度は、原子系と連続体系とを空間的にカップリングさせた分子動力学/有限要素法シミュレーターを開発し、達成コードの高速化・ダイナミクス化・大規模化を達成した。次年度では、シミュレーターを、Ru/Cu/SiO2系へのナノインデンテーション計算に実際に適用した。これにより、半導体デバイスの典型的界面であるCu/SiO2界面のクラック発生と進展挙動に関する原子レベルの知見を得ることに初めて成功した。

Research Products

• [Journal Article] Multiscale analysis on the onset of nanoindentation-induced delamination : Effect of high-modulus Ru overlayer (2009)
  • Author(s): S. Hara, T. Kumagai, S. Izumi, S. Sakai
  • Journal Title: Acta Materialia (Accepted)
• [Journal Article] Simulations of an interface crack nucleation during nanoindentaion : molecular dynamics and finite element coupling approach (2008)
  • Author(s): S. Hara, S. Izumi, S. Sakai, Y. Eguchi, T. Iwasaki
  • Journal Title: Mater. Res. Soc. Symp. Proc. U08-29 Pages: 1086-1086
• [Journal Article] Simulations of an interface crack nucleation during nanoindentaion : molecular dynamics and finite element coupling approach (2008)
  • Author(s): Shotaro Hara
  • Journal Title: Materials Research Society Symposium Proceedings 1086
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Reaction Pathway Analysis of Dislocation-Interface Interactions in Cu-Ni Multilayered Systems (2008)
  • Author(s): S. Hara, T.Take, S. Izumi, S. Sakai
  • Organizer: 4rd International Conference Multiscale Materials Modeling MMM2008
  • Place of Presentation: Florida USA
  • Year and Date: 2008-10-16
• [Presentation] Reaction Pathway Analysis of Dislocation-Interface Interactions in Cu-Ni Multilayered Systems (2008)
  • Author(s): Shotaro Hara
  • Organizer: 4rd International Conference Multiscale Materials Modeling
  • Place of Presentation: Florida USA
  • Year and Date: 2008-10-16
• [Presentation] Ni表面ステップ構造からの転位核生成過程の反応経路探索 (2008)
  • Author(s): 原祥太郎, 春別府佑, 泉聡志, 酒井信介
  • Organizer: 第13回分子動力学シンポジウム(講演論文集81-85)
  • Place of Presentation: 鹿児島大学
  • Year and Date: 2008-05-23
• [Presentation] Ni表面ステップ構造からの転位核生成過程の反応経路探索 (2008)
  • Author(s): 原祥太郎
  • Organizer: 第13回分子動力学シンポジウム
  • Place of Presentation: 鹿児島大学
  • Year and Date: 2008-05-23
• [Presentation] 金属界面における転位生成強度に関する分子動力学解析 (2007)
  • Author(s): 原祥太郎, 熊谷知久, 泉聡志, 酒井信介
  • Organizer: M&M2007(講演論文集CD-ROM)
  • Place of Presentation: 東京大学生産技術研究所
  • Year and Date: 2007-10-24
• [Presentation] 金属界面における転位生成強度に関する分子動力学解析 (2007)
  • Author(s): 原 祥太郎
  • Organizer: 日本機械学会M&M2007講演会
  • Place of Presentation: 東京大学生産技術研究所
  • Year and Date: 2007-10-24
• [Presentation] 分子動力学-有限要素法連結シミュレーターの開発と界面密着性評価への適用 (2007)
  • Author(s): 原祥太郎, 熊谷知久, 泉聡志, 酒井信介, 江口義之, 岩崎富生
  • Organizer: 第12回分子動力学シンポジウム(講演論文集81-85)
  • Place of Presentation: 名城大学
  • Year and Date: 2007-05-18
• [Remarks] 平成19年度日本材料学会第12回分子動力学シンポジウム一般部門優秀講演賞