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2014 Fiscal Year Annual Research Report

形態制御金属ナノ要素配列薄膜の創製と新奇機械特性の階層型解明

Research Project

Project/Area Number 24686018
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

澄川 貴志  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80403989)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywordsナノ / 金属 / 動的斜め蒸着法 / 形態制御薄膜 / 疲労き裂進展 / 変形剛性 / 引張試験 / 銅
Outline of Annual Research Achievements

(1) 熱処理後の機械特性評価
低温制御斜め蒸着法で作製した銅ナノ要素配列薄膜に対して複数の温度条件下で熱処理を行った.薄膜に対してX線回折を実施した結果,作製された薄膜にアモルファスは存在せず,結晶化度はほぼ100%であり,特定の温度の熱処理によって結晶粒径が急増することを明らかにした.さらに,薄膜に対する疲労き裂進展試験を実施し,熱処理前の薄膜は疲労き裂進展現象を示さず,熱処理後には安定伝ぱすることを確認した.また,ナノ要素集合薄膜のき裂進展速度-ひずみ幅関係の取得にも成功した.
(2) 薄膜の新奇力学特性発現メカニズムの解明
薄膜中の銅ナノ要素単体に対するその場観察引張試験についても成功し,その荷重-変位関係を取得することに成功した.その場観察で得た画像から要素局所領域での変形についても検討を行い,ナノ要素単体に関する特異な力学特性発現のメカニズムについても明らかにした.薄膜に対する力学試験から得られた結果と要素単体から得られた結果とを総合的に考察し,その機械特性を階層的的に説明することに成功した.

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (10 results)

All 2015 2014

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Anisotropic elastic properties of chiral sculptured thin films at micro-scale evaluated by resonance frequency spectra2015

    • Author(s)
      Hui Fang, Kenta Matsumoto, Takashi Sumigawa, Takayuki Kitamura
    • Journal Title

      European Journal of Mechanics - A/Solids

      Volume: 49 Pages: 510-517

    • DOI

      10.1016/j.euromechsol.2014.09.011

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Delamination Crack Initiation from Copper/Silicon Nitride Interface Edge with Nano-scaled Stress Singular Field2014

    • Author(s)
      Emi Kawai, Kazunori Sanada, Takashi Sumigawa, Takayuki Kitamura
    • Journal Title

      Engineering Fracture Mechanics

      Volume: 120 Pages: 60-66

    • DOI

      10.1016/j.engfracmech.2014.02.001

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Formation of Slip Bands in Nano-polycrystalline Copper under High-Cycle Fatigue of Si/Ti/Cu/SiN Nanoscale Material2014

    • Author(s)
      Takashi Sumigawa, Kenta Matsumoto, Hui Fang, Takayuki Kitamura
    • Journal Title

      Material Science and Engineering A

      Volume: 608 Pages: 221-228

    • DOI

      10.1016/j.msea.2014.04.085

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Size dependence of fatigue damage in sub-micrometer single crystal gold2014

    • Author(s)
      Hui Fang, Ryosuke Shiohara, Takashi Sumigawa, Takayuki Kitamura
    • Journal Title

      Material Science and Engineering A

      Volume: 618 Pages: 416-423

    • DOI

      10.1016/j.msea.2014.09.017

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Crack Initiation Site at the Interface between a Nano-Component and Substrate2014

    • Author(s)
      Van Lich Le, Takashi Sumigawa, Van Truong Do, Takayuki Kitamura
    • Journal Title

      JSME Mechanical Engineering Journal

      Volume: 1(5) Pages: SMM0048

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 動的斜め蒸着法で作製したらせん型ナノ要素単体の引張変形特性評価2015

    • Author(s)
      幸下哲也
    • Organizer
      機械学会関西学生会平成 26 年度学生員卒業研究発表講演会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2015-03-14 – 2015-03-14
  • [Presentation] 異材界面に挿入したナノ要素集合薄膜の破壊基準2015

    • Author(s)
      澄川貴志
    • Organizer
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東海大学
    • Year and Date
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • Invited
  • [Presentation] 動的斜め蒸着法で作製したSiらせん型ナノ要素単体の変形特性評価2014

    • Author(s)
      澄川貴志
    • Organizer
      第58回日本学術会議材料工学連合講演会
    • Place of Presentation
      京都市 京都テルサ
    • Year and Date
      2014-10-27 – 2014-10-28
  • [Presentation] 金属らせん型ナノ要素集合薄膜の力学特性評価2014

    • Author(s)
      櫻井敦司
    • Organizer
      第58回日本学術会議材料工学連合講演会
    • Place of Presentation
      京都市 京都テルサ
    • Year and Date
      2014-10-27 – 2014-10-28
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ナノオーダ構造体の製造方法および製造装置、並びにナノオーダ構造体を有する基板構造体2014

    • Inventor(s)
      澄川貴志、北村隆行、谷江尚史
    • Industrial Property Rights Holder
      澄川貴志、北村隆行、谷江尚史
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2014-214096
    • Filing Date
      2014-10-21

URL: 

Published: 2016-06-01  

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