2006 Fiscal Year Annual Research Report
超高密度情報記録システムのためのナノ分子流体膜の力学特性のダイナミクス評価
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18206019
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
福井 茂壽 鳥取大学, 工学部, 教授 (40273883)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松岡 広成 鳥取大学, 工学部, 助教授 (10314569)
山根 清美 松江工業高等専門学校, 機械工学科, 助教授 (00413823)
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| Keywords | 液体超薄膜 / 表面張力 / 分子間力 / メニスカス / 長波方程式 / ヘッド・ディスク・インターフェース / 分子気体潤滑 / ナノトライボロジー |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、超高密度磁気ディスク装置用のヘッド機構実現を目指して、5nm程度の超微小すきまで相対すべり運動する記録ヘッドの動的挙動を、ミクロ/ナノメータ領域における分子気体および分子液体による力学作用を考慮して詳細に解析しうるシミュレーション技術および物性評価の高精度技術を開発し、これによりヘッド形状設計のための指針を得ることである。このため、分子レベルからマクロレベルにわたって、着目するスケールに応じた最適な解析手法を選択・駆使し、その結果を融合することにより(マルチスケール手法)、分子レベルのレオロジーからマクロレベルのスライダ動特性までを包括する解析手法の確立を目指す。
平成18年度の研究実績を以下に示す。
(1)液体超薄膜の安定性・流動特性解析:液体超薄膜の変形・流動特性を、液体界面の変形を支配する長波方程式の時間発展問題として数値的に解き、予め存在する固体面粗さ、表面張力分布、液膜段差形状等によって変形する液膜形状の時間変化を定量的に求めた。さらに、極性基を有する液体のポテンシャルを用いて、液体超薄膜の安定性・流動特性解析を行い、その基本特性を明らかにした。
(2)スライダ気体潤滑下の液体薄膜表面の安定性解析:ヘッド・ディスクインターフェース(HDI)において、浮動ヘッドの振動による液体超薄膜表面の安定性解析を、空気膜動特性の周波数依存性とナノ複合膜間のファンデルワールスカを考慮して行い、基本的な特性を明らかにした。
(3)2次元CIPスキームによるナノメータ浮上ヘッドの分子気体潤滑解析:超微小すきまのダイナミクス解析で有用な高精度数値スキームとして、CIP法を新たに有限幅スライダに適用し、変動圧力を定量的に求めた。
さらに、メニスカスを有する液体薄膜ダイナミクス特性解明のためのLB膜による接触角制御データ、AFMを用いた凝着力計測データをそれぞれ蓄積した。
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