基板上のマイクロ・アクチュエーターとマイクロ・センサーの力学挙動シミュレーション
| Project/Area Number |
02F02074
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Research Field |
機械材料・材料力学
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
北村 隆行 京都大学, 工学研究科, 教授
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
SHANG Fulin 京都大学, 工学研究科, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2002 – 2004
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2004)
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| Budget Amount *help |
¥400,000 (Direct Cost: ¥400,000)
Fiscal Year 2004: ¥400,000 (Direct Cost: ¥400,000)
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| Keywords | ピエゾ材料 / 微小アクチュエーター / 薄膜 / 強度 / 界面 / 破壊力学 / き裂 / シミュレーション |
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| Research Abstract |
本研究は,微小電子デバイスと微小アクチュエーターを組み合わせたマイクロコンポーネントの強度特性を理解するため,それを構成するピエゾ薄膜を含む多層膜構造体の変形・破壊現象を明らかにすることを目的としている.まず,ピエゾ材料の基本的なき裂問題についての解析解を導出することに成功し,その成果を雑誌論文にまとめた.つぎに,ピエゾ薄膜を含む多層膜の界面端における特異応力場に着目し,そのフリーエッジ効果による応力拡大を表わす特性式を導出し,その解を求めている.また,数値シミュレーションを行なって,解析結果の有効性を確認している.この成果を国際会議で発表するとともに,雑誌に投稿し,すでに掲載されている.さらに,ピエゾPZT薄膜(膜厚1μm前後)を含む多層膜試料を入手し,微小荷重負荷試験装置を用いて界面端からのき裂発生強度に関する実験を行なっている.上述の特異応力場解析を用いて,破壊力学概念に基づき,実験結果よりき裂発生クライテリオンについて検討している.その結果,特異場の強さを表わす応力拡大係数によって界面端からのき裂発生が支配されていることを明らかにした.本結果についても雑誌投稿を済ませている.さらに小さな構造体の強度に関する解析を進めるため,PZT材料の原子間ポテンシャルについての検討を行っている.これを用いてPZT薄膜に生じる内部応力を分子動力学法によって評価する試みを行なった.その成果は国際会議で発表し,今後の研究の基礎とする予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(5 results)
