2010 Fiscal Year Annual Research Report
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18106003
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
坂 真澄 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20158918)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
笹川 和彦 弘前大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50250676)
巨 陽 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60312609)
村岡 幹夫 秋田大学, 大学院・工学資源学研究科, 准教授 (50190872)
燈明 泰成 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50374955)
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| Keywords | 金属ナノマテリアル / 原子拡散 / 原子集約 / 原子再配列 / 高い秩序度 / 機械的特性 / 金属ナノコイル / ナノ接合 |
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| Research Abstract |
平成22年度(最終年度)は申請時に計画した研究を遂行し、原子拡散を利用する金属ナノマテリアルの創製指針を策定した。得られた研究実績を以下に示す。
1.ナノマテリアル微小力センサの実現
金属ナノワイヤ等のはり構造体と静電容量センサとを組み合わせることで、測定範囲が変更可能な荷重センサを考案した。さらにエレクトロマイグレーション(EM)により作製したAlナノワイヤの機械的特性を評価したところ、弾性率はバルク値と同程度であったが、降伏応力はバルク値の20倍も高いことが明らかとなった。これより当該Alナノワイヤの曲げ負荷に対する変形より、高感度に広範囲の荷重が計測できることを実証した。また回路抵抗変化を利用した微小力センシングの基礎として、一定直流電流の通電下にある金属極細線に電位差測定端子を配置し、測定区間内の幾何学的変化に対する回路抵抗変化を高精度に捉えることに成功した。さらに誘導子型微小力センサのために、コア・シェル型ナノワイヤの微小コイル形成・制御法を考案した。
2.ナノマテリアル創製指針の策定と量産技術化
試験片が寿命に至るまでのナノマテリアル創製の数値解析に成功し、最適創製速度と試験片長寿命の観点から、大量のナノマテリアルを効率的に創製する要件を見出した。また当該解析結果とこれまでの金属ナノマテリアル創製条件を踏まえて、秩序度の高い各種ナノマテリアルを創製するための指針を策定した。同一構造試験片を用いた異なる原子拡散現象(EMおよびストレスマイグレーション)によるナノマテリアル創製や、半導体ナノワイヤの創製にも成功し、策定した指針の有用性を確認した。量産技術化基盤の検討として、直列回路型試験体と並列回路型試験体を考案・試作し、前者を用いてEMにより複数の金属ナノワイヤを同時に創製すると共に、戦略的高度創製の指針を策定した。これらは量産化に極めて重要な知見である。
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[Presentation] 白金極細線の降伏現象について2010
Author(s)
燈明泰成, M.A.S.Akanda, 坂真澄
Organizer
日本機械学会M&M2010材料力学カンファレンス
Place of Presentation
長岡技術科学大学(長岡市)(優秀講演表彰)
Year and Date
2010-10-09
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