原子間力顕微鏡と分子動力学計算法を用いた窒化ケイ素表面力学特性の実験的理論的研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09750113
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 尾方 成信 大阪大学, 工学部, 助手 (20273584)
• Keywords: 窒化ケイ素 / 原子間力顕微鏡 / 分子動力学法 / 第一原理計算 / 原子間ポテンシャル / セラミックス / 表面・界面

Research Abstract

1.原子間相互作用の厳密な評価のための第一原理分子動力学計算プログラムの開発
密度汎関数法に基づく擬ポテンシャルを用いた第一原理分子動力学プログラムを開発し,窒化ケイ素,窒化アルミニウムを始めとする物質に対して有効であることを示した。
2.窒化ケイ素に対する原子間ポテンシャルの評価
古典分子動力学法により窒化ケイ素を扱うための3体原子間ポテンシャルの評価を行った.その結果弾性定数,格子定数などをよく表現することが分かった.
3.AFM測定をシミュレートするための古典分子動力学プログラムの開発
評価した3体ポテンシャルを用いた古典分子動力学プログラムを作成し,基本的な動作を確認した.
4.圧子による打ち込みを受けた窒化ケイ素表面形状の原子間力顕微鏡による観測
20gfから200gfまでの圧子打ち込み力によって窒化ケイ素表面に付けられた圧痕付近をAFM(原子間力顕微鏡)を用いて詳細に観測することにより,原子間力顕微鏡のカンチレバ-と表面との相互作用に関する基礎的なデーターの収集を行った.
今後は,開発を行った分子動力学プログラムを用いて,カンチレバ-と表面の力学的相互作用について検討を行う予定である.

Research Products

• [Publications] S.Ogata and H.Kitagawa: "Ab-initio Tensile Testing Simulation of Al, AlN and Al/AlN Composite" Advances in Materials Research. (掲載予定).
• [Publications] 尾方成信・北川 浩: "第一原理計算によるAlおよびAlNの引張り解析" 日本機械学会第10回計算力学講演会講演論文集. 7. 285-286 (1997)
• [Publications] 尾方成信・北川 浩: "窒化アルミニウム/アルミニウム界面の第一原理計算-原子構造と力学特性の評価-" 日本機械学会第75期通常総会講演会. (発表予定).
• [Publications] 北川 浩・中谷彰宏・尾方成信・豊泉敦史: "AFMを用いた圧痕を有するセラミックス材料表面の観察" 日本機械学会関西支部卒業研究発表講演会. (発表予定).