2015 Fiscal Year Research-status Report
エネルギー散逸像とトポ像の同時測定による動摩擦機構の解明
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26390064
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
鈴木 勝 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (20196869)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 成朗 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (40360862)
三浦 浩治 愛知教育大学, 教育学部, 教授 (50190583)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ナノトライボロジー / 動摩擦 / エネルギー散逸像 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は『エネルギー散逸像とトポ像の同時測定による摩擦機構の解明』と題して、動摩擦のエネルギー散逸像とトポ像の同時測定によって、動摩擦のエネルギー散逸を表面分子の配置・構造や（集団）運動の視点から理解し、分子スケールの動摩擦機構を明らかにしようとするものである。
平成26年度は、nNの微小荷重のもとでのエネルギー散逸像とトポ像の同時測定が可能とするために実験装置の改良を実施した。引き続いて平成27年度は、標準試料であるグラファイト基板を用いて、グラファイト表面上のステップ構造のエネルギー散逸像とトポ像の同時測定を試みた。測定結果によると、探針がステップ構造の近傍の位置においてエネルギー散逸が変化する結果が得られた。さらに平成27年度は、C60分子の運動が動摩擦のエネルギー散逸に与える影響を明らかにするために、nNの微小荷重のもとでのエネルギー散逸を測定した。測定結果によると、C60膜の格子定数以下のナノ滑りのエネルギー散逸は、グラファイト表面より大きいことが明らかになった。これはC60膜では格子定数以下のナノ滑りにおいて探針の引き摺りによりC60分子が傾き・回転運動をすることを示唆している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでの研究で、nNの微小荷重のもとでの動摩擦のエネルギー散逸像とトポ像の同時測定が可能な実験装置が完成した。しかしながら、これまでの測定によって、測定装置の位置分解能のさらなる向上は、動摩擦のエネルギー散逸と表面分子の配置・構造との関係を詳細に明らかにすると考える。測定装置の性能向上は次の課題である。
また、予備実験の10kHz帯水晶振動子のグラファイト基板の測定において、探針の振幅が（必ずしも整数倍と変化しないが）格子定数程度の離散的な大きさとなることが新たに明らかになった。この探針の基板へのトラップの機構は明らかでない。この機構を明らかにすることも次の課題となる。
以上のように、さらなる実験装置の性能向上は必要であるが、一定の研究成果が得られていること、また研究から新たな研究課題が生まれていることから(2)とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までの進捗状況から、平成28年度は２つの取組みを中心に研究を進める。(1)実験装置の性能向上を試み、グラファイト基板のステップ構造での詳細な動摩擦のエネルギー散逸像とトポ像の同時測定を行うこと、(2)10kHz帯水晶振動子で見出された探針の基板へのトラップの機構を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
平成27年度での研究おいて、これまでに予想をしていなかった新しい現象を見出した。この課題に取組むために、ある程度の時間を費やしたために研究の進捗状況の変化から次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額は、実験装置の改良・試料作製のために使用する。
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