原子サイズの機械加工-原子直視観察と応力直接測定-

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12555198
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 木塚 徳志 筑波大学, 物質工学系, 助教授 (10234303)
• Keywords: 材料力学 / 微細加工 / ナノデバイス / 高能透過電子顕微鏡 / 走査プローブ顕微鏡 / 原子間力顕微鏡 / ポイントコンタクト / 量子効果デバイ

Research Abstract

現在の材料工学では、機能材料、構造材料を問わず10nm以下の領域まで、材料の微細構造化が進んでいる。また、機械工学の分野では今まで動機械は動かないとされていた10〜100nm領域での機械部品や原動機の作製に関心が高まっている。本研究では、さらに微細化を極限まで進め、原子サイズの機械加工技術と加工機構の実験的解析法を開発した。今後さらに微細構造化する材料工学と機械工学の基礎となる研究手法を確立した。
高分解能透過電子顕微鏡の試料室で、先端径数ナノメートルの工具を、ピエゾ素子を用いて駆動し、原子サイズの切削・接合・変形・破断などの機械加工を行うことができるようになった。原子配列変化と応力-歪み関係を、その場で同時に観察し、その加工機構を明らかにする手法が開発された。特に、実験的な原子直視観察と応力直接測定を同時に達成することが可能になり、原子スケールの視点に立つ材料力学研究ができるようになった。

Research Products

• [Publications] Tokushi Kizuka: "The atomistic deformation mechanics of nanomaterials"Defect and Diffusion Forum. 206-207. 103-110 (2002)
• [Publications] Tokushi Kizuka: "A experimental method for the atomic scale deformation mechanics of nanomaterials"Recent Research Developments in Applied Chemistry. 1. 39-47 (2002)
• [Publications] Tokushi Kizuka et al.: "Quantitative microscopy for atomistic deformation mechanics of nanomaterials"Proc. Int. Congress Electron Microscopy. 527-528 (2002)
• [Publications] Tokushi Kizuka et al.: "Atomistic deformation mechanics of nanostructures on surfaces"Proc. Int. Conf. Solid Films and Surfaces. (in print). (2002)
• [Publications] 木塚徳志: "ナノ構造操作のアトムダイナミックス"応用物理学会誌. 71. 989-995 (2002)
• [Publications] 木塚徳志: "金原子1個ずつならぶネックレス"パリティ. 17. 21-25 (2002)