2010 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
21686012
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
燈明 泰成 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50374955)
|
|---|
| Keywords | ナノ材料 / ナノコンタクト / ナノ接合 / ナノ切断 / ジュール熱 / 自己完了 / ゼーベック効果 / ナノ熱電デバイス |
|---|
| Research Abstract |
平成22年度は申請時に計画した研究を遂行し、以下の研究実績を得た。
1.ナノワイヤの接合基礎実験と理諭モデルとの照合 開発したナノ接合機構を駆使し、走査型電子顕微鏡内でAgナノワイヤ(NW)を接合した。直径200nm程度のAg NWはストレスマイグレーションを利用して基板上に成長させた。はじめに静電引力等によりAg NWを基板から引き抜き、これをPtプローブに固定して供試材とした。様々な長さの組み合わせのAg NWの先端同士を接触させた状態で一定直流電流を付与し、両NWを接合した。接合過程のその場観察より、Ag NWのジュール熱接合が自己完了機構によることを見出した。また、当該Ag NW同士の接合条件が、前年度に提案したナノコンタクト部の溶融現象を支配するパラメータにより整理できることを見出した。
2.走査型電子顕微鏡組み込み型強度試験機構の開発 各種顕微鏡に設置可能な接合部強度試験機構を試作した。はじめに接合対象材料である直径800nmのPt極細線に対して、互いに近接させた負荷支点を用いる極微小曲げ試験を実施し、実験結果と有限要素法解析結果とを照合してPt極細線の弾塑性特性を決定した。次に接合部強度試験機構上で対向したPt極細線同士を接合し、その後、接合部を含むPt極細線構造体に対して極微小引張試験を実施した。構造体は母材部で破断し、ジュール熱接合部が母材以上の強度を有することを明らかにした。
3.異種金属ナノ接合の実現 ナノ接合機横を用い、直径5μmなるPt細線とAu細線とをジュール熱接合することに成功した。接合部の詳細な結晶構造解析の結果、異種金属ナノ接合が低融点金属の溶融により実現できることを確認した。さらに極微小Pt/Au異種金属接合部を含む回路チップを試作し、当該チップを用いてゼーベック効果とペルチエ効果の両方を観察することに成功した。この成果はナノ熱電デバイスの重要な基礎となる。
|
