シリコンの結晶すべりと疲労過程の３因子その場解析に向けたマイクロトーションテスト
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22K03826
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 18010:Mechanics of materials and materials-related
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
神谷 庄司 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00204628)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | silicon / fatigue / crystal slip / micro-torsion device / crystal slip deformation / fatigue process |
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| Outline of Research at the Start |
シリコンの疲労破壊の本質は、１. すべり面の剪断応力と２. 圧縮応力、そして３. 水素環境という、３つの因子にあると目される。本研究では、世界の誰一人思い及ぶことのなかったこの「３因子のアプローチ」で、疲労破壊のみならず、背後にある常温結晶すべりという本質をも視野に入れ、繰返し応力負荷に際しての欠陥集積過程の系統的解析という難題に切込む。
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| Outline of Annual Research Achievements |
３年計画の初年度となる2022年度では、まず計画された研究のプラットフォームとなる疲労試験デバイスの詳細設計を行った。疲労試験において結晶すべり変形を発生させるためのせん断応力と、すべり変形の活性化エネルギに大きく影響すると推測されるすべり面の圧縮応力、この二つの因子をそれぞれ独立かつ十分な大きさで扱うことを可能ならしめる試験デバイスの動作を数値シミュレーションにより検討した結果、必要十分な性能を持つデバイスの形態を策定することに成功した。この間、連携研究機関であるドイツMax-Planck-Institut fuer Eisenforschungとも頻繁に連絡を取り、現地でのその場観察に使用する予定の顕微鏡試料ホルダに適合する形状に、最終設計をまとめた。次に、この設計に基づいて実際にデバイスを製作するべく、京都大学ナノテクノロジーハブ拠点と具体的なプロセスに関する詳細な協議を繰返し、利用課題申請許可を得て製作に着手する段階へと至った。
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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
2022年度は当初にまだCOVID-19由来の制限が尾を引いていた。しかし、この間は後の実験観察の成否を決するものとなる試験デバイスの設計に傾注し、動作の数値シミュレーションを繰返すことになったため、対外活動に関する制限は幸いにも大きな支障とはならなかった。その後、年度後半に向けては自由がほぼ回復し、京都大学ナノテクノロジーハブ拠点との打合せについても現地で詳細な議論を行うことができたため、プロセスの策定と実際の製作着手へ向けてほぼ滞りなく進行することが可能となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画の２年目となる2023年度では、前年度に策定したデバイス製作プロセスを進め、年度前半に初号機を完成させることを目指す。これに並行して、その場観察に先立つデバイスの動作確認と基本的疲労特性の把握を可能ならしめるべく、実験室中で単独使用可能なテストベンチの製作を行う。これらの結果を得て、当初計画通り、年度後半にはまず第１回目のその場観察試験に臨むべく、連携研究先機関への出張を予定している。
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Report
(1 results)
Research Products
(1 results)
