走査型プローブ顕微鏡内引張り試験による強磁性パーマロイ薄膜の物性評価技術の確立

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650106
• Research Institution: Ritsumeikan University
• Principal Investigator: 磯野 吉正 立命館大学, 理工学部, 助教授 (20257819)
• Keywords: AFM / ヤング率 / ポアソン比 / パーマロイ薄膜 / 引張り試験 / 磁区

Research Abstract

初年度に当たる今年度は主としてマルチモードAFM装置に設置可能なマイクロ引張り試験装置の設計および製作を行った.とくに設計に際しては,有限要素法解析を用いて試験片形状およびPZTアクチュエータケースの形状寸法を決定した.
試験片標点部の形状寸法は幅20〜300μm,長さ2000〜3000μm,厚さ0.2〜20μmであり,引張り試験中における曲げ、ねじりの影響を最小限にするため,試験片標点間距離を比較的長く設定している、なお、本研究での主目的がパーマロイ薄膜のヤング率,ポアソン比の計測および磁区測定であることから、試験片形状設計におけるFEM解析は弾性解析のみとした.PZTアクチュエータケースの設計においては、試験片軸上に引張り荷重が負荷される構造、にする必要がある.そこで本研究では、分解能1nm以下、最大変位100μmの性能を持つPZTアクチュエータの駆動方向が試験片引張り軸方向と一致するように、試験片固定部一体型のアクチュエータケースを新開発する事により,この種の問題を解決した.
一方、装置システムを作製する上で最も重要なことは,装置自体の高さ寸法を可能な限り小さくすることである、これは、AFM装置の垂直方向の稼動距離に制限があること起因するものである、本研究では、アクチュエータケース取り付けベースと粗動用マイクロステージとを一体化することにより,同寸法の低減を図った.
今後は、パーマロイ薄膜の成膜条件を確立するとともに,マイクロマシーニングにより作製したマイクロスケール引張り試験片を作製し,同試験片に対する試験を実施する予定である.

Research Products

• [Publications] Y.Isono, T.Namazu N.Terayama, T.Tanaka: "Mechanical Characterization of Sub-micrometer Thick DLC Films by AFM Tensile Testing for Surface Modification in MEMS"Proc. of the 15th IEEE International Conference on MEMS 2002,IEEE. 431-434 (2002)