2005 Fiscal Year Annual Research Report
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16106002
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
北村 隆行 京都大学, 工学研究科, 教授 (20169882)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平方 寛之 京都大学, 工学研究科, 助手 (40362454)
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| Keywords | 低次元構造体 / 微小構造体 / 界面 / 破壊 / 界面強度 / 破壊力学 / その場観察 / 特異応力場 |
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| Research Abstract |
微小材料は低次元構造を有しており,バルク材とは異なる物性を示す。また、多様な機能を発現させるためには、それらの組み合わせが必要である.一方、材料の組み合わせによって生じる異材界画においては、複雑な破壊が進行する。本研究では、低次元微小構造体の界面破壊実験観察と力学解析を行ない、その力学特性を解明することを目的としている。まず、透過型電子顕微鏡を購入し、昨年度開発した微小負荷装置を組み込んだ。また、集束イオンビームを用いた微細加工技術を用いて、多層ナノ薄膜を有する基板より片持ちはり型微小試験体を作製した。試験システムの総合調整の後、界面硬壊過程のその場観察を行ない、界面端からのはく離破壊発生過程の観察および力学解析に必要な諸量の同時測定が可能であることを確認した。その後、複数試験体に対するその場観察試験と力学解析を行ない、界面端のナノ領域局所応力が界面き裂を支配していることを明らかにしつつある。試験装置開発に関する成果と初期のその場観察の結果をまとめ、研究雑誌に投稿している。
円錐台形状および楕円錐台の金属微小点構造体をシリコン基板上に作製し、原子間力顕微鏡を用いた負荷装置によって界面強度実験を行った。ただし、この試験ではその場観察を目的としていない。試験体は形状が異なるために応力分布に相違が生じ、その差異に着目して破壊力学クライテリオンの有効性について検討した。ナノ領域では線形連続体解析より求めた特異応力場の強さに基づく強度評価は、十分でないことが明らかになった.
表面の微小構造体強度に及ぼす影響について、シリコン薄膜の原子シミュレーション解析を行ない、表面構造と強度減少の関係を検討した。
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