ナノ高次構造制御による高機能マイクロマテリアルとμTASシステムの創生

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450102
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 小寺 秀俊 京都大学, 工学研究科, 教授 (20252471)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鷲津 正夫 京都大学, 工学研究科, 教授 (10201162) ; 島 進 京都大学, 工学研究科, 教授 (70026160)
• Keywords: MEMS / 機械的特性 / 引張り試験 / 材料拡散 / 多層膜 / 薄膜の変形 / 厚さ分布 / 遺伝的アルゴリズム

Research Abstract

本研究では、材料組成を1次・結晶構造を2次として結晶構造の分布を3次構造とし、3次構造の平面的配置や立体的な配置を高次構造と呼ぶ。ナノ高次構造制御とは、ナノ構造を平面・立体で分布制御することで、本研究ではこの構造を用いてこれまでにない、高機能のマイクロスマートマテリアルを創生することを目的とする。この高次構造は複雑であるため、達成しようとする機械的機能・動作特性を実現する構造・原理を機能を定義することにより自動的に求めるシミュレーション手法が必要であり、本研究ではナノ高次構造を求めるため、機能・特性を定義することで、それを実現するナノ高次構造を求めることができる解析システムを開発する、さらに、それを用いて新たなフレキシブルμTAS(Micro-Total-Analysis-System)を創製するものである。
12年度の成果;PZT薄膜の材料特性(圧電・誘電率)と機械的ひずみの関係を明らかにし,材料特性を制御する方法について検討し,その可能性を明らかにした.また,GAを用いた解析システムを開発し,面内での材料分散により,所望の変形形状を実現することが可能なアクチュエータの設計を可能にした.さらに,マイクロTASにおいて重要になる,液滴の搬送理論について研究を行い,電界駆動による液滴搬送原理を明らかにすると共に,マクロ領域からマイクロ領域への低電圧駆動可能なマイクロアクチュエータの基本構造・原理について考察した.

Research Products

• [Publications] Hidetoshi Kotera: "機械的ひずみによるPZT薄膜の誘電特性の制御に関する研究"電気学会論文誌E. 120・E,12. 559-564 (2000)
• [Publications] Hidetoshi Kotera: "A Study on the Effect of Air on the Dynamic Motion of a MEMS Device and Its Shape Optimization"TRIBOLOGY TRANZACTIONS. Vol.43,4. 842-846 (2000)