1992 Fiscal Year Annual Research Report
走査型プローブ顕微法によるマイクロメカニカル構造評価法の研究
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03650083
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| Research Institution | NAGOYA UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
羽根 一博 名古屋大学, 工学部, 助教授 (50164893)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大熊 繁 名古屋大学, 工学部, 教授 (40111827)
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| Keywords | マイクロマシン / アトミックフォース顕微鏡 / マイクロマシーニング / ヤング率 / 吸着力 |
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| Research Abstract |
本研究では微小プローブを利用したマイクロ機械構造の新しい評価法の開発を行った.マイクロメートル及びナノメートル領域における弾性,応力,吸着力などを高精度に測定する方法を開発した.
本研究ではまず装置の製作を行った.アトミックフォース顕微鏡(AFM),トンネル顕微鏡(STM)の改良を行った.次に防震構造部分を機械加工により作成した.積層圧電素子を用いたトライポッド型微動ステージを作成した.信号検出回路およびフィードバック回路を作成した.動作プログラムの開発と評価を行った.マイクログラム領域の圧力印加用カンチレバーをエッチング加工により作成した.動作プログラムの開発と評価を行い目的の動作を確認した.AFMにおいてマイクログラム領域の加圧に対するカンチレバーの変位が測定できることを確認した.
試料としてシリコン基板上の熱酸化膜を用いて微小梁構造をリソグラフィ加工より製作した.AFMを用いて試料の弾性変形とカンチレバーの変位の関係を調べた.この結果から微小梁構造の弾性定数を導出した.さらに微小梁構造の表面にアルミニウム薄膜を蒸着により製作し,そのヤング率を導出した.またリソグラフィ加工によるマイクロ機械構造の製作において用いられる材料とリンス溶液の組み合わせにおいて,マイクロ領域における吸着力の測定を行った.吸着液体の種類,表面粗さなどと吸着力の関係を測定し,吸着力をキャピラリー力により説明した.また微小梁構造のソリッドブリッジによる吸着力の測定を試みた.今後さらに装置を改良することで,より複雑なマイクロ機械構造の評価に対しても利用できると考えられる.
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[Publications] 鳥井 昭宏,佐々木 実,羽根 一博,大熊 繁: "フォース顕微鏡の荷重ーたわみ曲線を用いたマイクロメカニカル構造の弾性評価法" 電気学会論文誌A. 112-A. 979-986 (1992)
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[Publications] M.Sasaki.M.Hino.K.Fujita Y.Bessho.,K.Hane.S.Okuma: "Development of Atomic Force Microscope Using Heterodyne Interferometry" International Journal of Applied Electromagnetics in Materials,(Suppl.). 3. 437-440 (1992)
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[Publications] A.Torii,M.Sasaki K.Hane,S.Okuma: "Application of Scanning Force Microscopy to the Evaluation of Micro Mechanical Structure" Proc.Int.Sym.on Theory of Machines and Mechanisms. 298-303 (1992)
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[Publications] A.Torii,M.Sasaki K.Hane,S.OKuma: "Adhesive Force of the Microstructures Measured by the Atomic Force Microscope" Proc.IEEE Micro Electro Mechanical Systems Workshop. 111-116 (1993)
