| Project/Area Number |
21K18870
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 28:Nano/micro science and related fields
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
安部 隆 新潟大学, 自然科学系, 教授 (00333857)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | タフMEMS / チタンMEMS / 特殊金属 / マイクロマシン / 接合 / マイクロファブリケーション / MEMS / 合金 |
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| Outline of Research at the Start |
申請研究では、特殊金属の個性である、フレキシブル性、鋼球落下や爆風等の衝撃および高温に耐える機械的耐久性、腐食環境における長期間の化学的耐久性など、格段の機能性を備えた「特殊金属/合金マイクロマシンの創成」の実現に向けて挑戦します。現在のセンサ・デバイス技術の基盤となっているSi-MEMSの利用環境の制限の克服や用途拡大を目指すと同時に、特殊金属/合金だから可能な未踏センサ・デバイスの提案・実証にも挑戦します。
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請研究では計画研究として３つの研究項目がある。以下に、各々の研究項目の進捗状況を説明する。研究項目１であるフレキシブルで強靭なTitanium On Insulator (TOI)ウェハを用いた圧力、力、アクチュエータの実現のためには、シリコンMEMSにおける酸化膜に対応する絶縁薄膜の成膜技術が重要である。さらに絶縁膜を残したままで鏡面加工する技術も重要である。熱膨張係数が近く、絶縁性が高いアルミナ薄膜を絶縁膜としたTOIウェハについて、薄膜を残したままでそのままDRIE加工をしても元のチタン基板よりも鏡面状態で深掘りすることに成功した。本技術は、日本機械学会のマイクロナノ工学部門大会において若手優秀講演賞を受賞した。なお、本研究成果に関わる予備研究で実施していたドライナノ研磨技術が英文誌に掲載された。研究項目２のマイクロ電解工業に関する挑戦については、評価のための設備立ち上げを進めており、電気化学微細加工装置のセットアップを終えた段階である。次年度に試験を実施する予定である。研究項目３については、フッ素樹脂とアンカー効果を有するチタンウェハの接合に成功した。接合部は母材よりも強固であり、引っ張り試験では把持部のチタン板が破断した。本研究成果は、2022年度の徳島で開催される関連学会で発表予定である。なお、上記の計画研究以外のチタンマイクロマシニングの応用として、主刃の周縁にマイクロ刃を有するマイクロサージェリー用メスの試作も実施し、より低い力で切開できるようになった。本研究成果は、第38回センサ・マイクロマシンと応用システムシンポジウムにて、速報ポスター賞にノミネートされた。マイクロ構造形成と切れ味の相関に関するメカニズム解明は刃物の機能性を生み出す可能性を有し新しい分野になると期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度の計画研究が順調に進んでいる。微細加工技術で世界に先行する優位な状況を活かした挑戦的な研究であるため、一技術でも成功すると大きな成果である。現在、研究項目３は成功しており、一定の成果を得られたと判断できる。また、計画研究を順調に進めている点以外にも、技術が先行している点を活かした新しいデバイスの開発に挑戦している点も評価に値すると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
本申請研究は、挑戦的な研究のために、うまく行くかどうか探りを入れる調査研究が先行している状況である。全て失敗する可能性があるプレッシャがある状況で、幸いにも研究がうまくいき、次年度からは学会発表をどんどんできるようになってきたが、学術論文数への反映が遅れている状況である。ようやく、研究成果に記載した申請研究の予備研究成果が採択され掲載され始めた状況である。学術論文での発表を進めるためには、どうしても細かなデータ取りに注力するために、調査研究の進行が遅くなりがちとなる。しかし、挑戦的研究の意図は学術論文数を増やすことが直接的な意図ではないため、技術の中核部だけを発表するなど調査研究のスピードをできるだけ落とさないように工夫したいと考えている。萌芽的研究はその特色上、研究成果を可視化するプロセスが遅れる点については、評価者の理解を期待している。
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Report
(1 results)
Research Products
(4 results)
