| 配分額 *注記 |
15,100千円 (直接経費: 15,100千円)
2002年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2001年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
2000年度: 9,200千円 (直接経費: 9,200千円)
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| 研究概要 |
本研究では,ナノ構造を平面・立体で分布制御した構造を用いてこれまでにない,高機能のマイクロスマートマテリアルを創生することを目的とした.この高次構造は複雑であるため,達成しようとする機械的機能・動作特性を実現する構造・原理を機能を定義することにより自動的に求めるシミュレーション手法が必要であり,本研究ではナノ高次構造を求めるため,機能・特性を定義することで,それを実現するナノ高次構造を求めることができる解析システムを開発を目的のひとつとした,さらに,それを用いて新たなフレキシブルμ TAS(Micro-Total-Analysis-System)の創製を試みた.
まずマイクロ構造の動作特性に影響を及ぼす空気の影響を明らかにし,その上でマイクロマシンの動作特性を支配する方程式を求めた.そして,所望の動作特性を発揮する構造および材料特性の分布を,GAを用いた最適化理論と求めた支配法的式群を有限要素法を用いて求める手法を研究した.その結果,本研究が提案する方法が所望の機能を発揮するマイクロマシンの構造(材料分布を含む)を求めるために有効であることを,実験結果を用いて示した.
また,マイクロマシンのアクチュエータとして一般的に用いられる圧電薄膜の圧電特性に及ぼす残留応力や負荷ひずみの影響を明らかにした.これは,一般的には成膜時の基板温度や成膜に用いるガスやターゲット材料の組成により作製する薄膜の電気的特性及び機械的特性を制御し,所望の薄膜材料を作製するのであるが,本研究では,明らかにした薄膜の特性を利用して成膜後に電気的特性および機械的特性を改変する方法について検討し,有効な方法を提案した.さらに,材料および構造を分散させることにより,近年マイクロマシンの応用分野として注目を集めているマイクロTASの基本デバイスであるマイクロポンプとマイクロミキサーの高機能化を上記の方法を基にした考え方により実現した.
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