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微小粒子を用いた3次元マイクロ・ナノファブリケーション手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 14205024
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械工作・生産工学
研究機関京都大学

研究代表者

津守 不二夫 (2005)  京都大学, 工学研究科, 講師 (10343237)

島 進 (2002-2004)  京都大学, 工学研究科, 教授 (70026160)

研究分担者 小寺 秀俊  京都大学, 工学研究科, 教授 (20252471)
津守 不二夫  京都大学, 工学研究科, 助手 (10343237)
研究期間 (年度) 2002 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
49,140千円 (直接経費: 37,800千円、間接経費: 11,340千円)
2005年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
2004年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2003年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2002年度: 26,780千円 (直接経費: 20,600千円、間接経費: 6,180千円)
キーワード3次元マイクロファブリケー / 微小粒子 / 粒子接合 / マイクロアレイ / 通電焼結 / 微小構造体 / マイクロアクチュエータ / 放電プラズマ焼結 / 3次元マイクロファブリケーション / マイクロアクチュエーター / ラピッドプロトタイピング / 粒子積層 / 放電焼結 / 液滴生成
研究概要

粒子を空間中に配置することにより微細な構造を作製した.粒子の配置にはいくつかの手法を用い,実験的・解析的手法を併用し研究を行った.用いた手法は主に次の3種である.1)放電による粒子結合による構造作製,2)静電力による液滴からの構造作製,3)磁場による粒子配置による構造作製.これら3種について得られた知見を以下にまとめる.
1.放電による粒子接合
放電を用いた粒子接合手法については粉末粒子間に電圧を印加し放電もしくは通電によるジュール熱による接合を試みた.2粒子を用いた接合実験では放電による強固な接合が得られたものの,ジュール熱による拡散接合に関しては十分な接合力を得ることができないことがわかった.また,2粒子を接合後,引っ張り試験によりその接合強度を導出し定量的に接合強度を評価した.放電による粒子接合は2粒子のみならず,微小キャビティ内部での少数粒子に関する小型通電焼結装置による構造体の作製にも発展させ,マイクロ構造体を作製することに成功した.
2.静電力による液滴からの構造作製
粉末を分散させた溶液を静電力を利用しガラスキャピラリより基板上に生成させ粒子を積層させた構造作製を行った.この方法は粒子の集合体を積み上げ,直接構造を作製する方法である.
3.磁場による粒子配置による構造作製
粒子を配置する方法として個々の粒子に直接作用を及ぼすアプローチ以外に自己組織的な構造の作製手法がある.外部からの磁場により磁性粒子が鎖状の構造を生成することはよく知られている.本研究では磁性粒子を制御し構造を作製するために外部磁場を用い,構造が制御できることを実験的・解析的に明らかとした.
上記,各手法により粒子の接合および構造の作製に関する知見を得た.

報告書

(5件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2006 2005 2000 その他

すべて 雑誌論文 (14件) 図書 (3件) 文献書誌 (1件)

  • [雑誌論文] On-demand Droplet Spotter for Formation of Micropattern Using Electrostatic Force2005

    • 著者名/発表者名
      Fujio Tsumori, Hiroyuki Ogawa, Susumu Shima
    • 雑誌名

      Powder Metallurgy & Particulate Materials 9

      ページ: 96-107

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Column Structure Growth Simulation of Magnetic Particles by Distinct Element Method Coupled with Magneto-FEM2005

    • 著者名/発表者名
      Fujio Tsumori, Masamichi Hirata, Susumu Shima
    • 雑誌名

      Powder Metallurgy & Particulate Materials 1

      ページ: 74-84

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Simulation of Column Structure Growth of Magnetic Powder in Applied Magnetic Field by Coupled FEM-DEM Modeling2005

    • 著者名/発表者名
      Fujio Tsumori, Susumu Shima
    • 雑誌名

      Intelligent Processing and Manufacturing of Materials

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 磁場中粉体成形における粉末流動のキャビティ形状による影響2005

    • 著者名/発表者名
      津守不二夫, 栗原史和, 小寺秀俊, 島進
    • 雑誌名

      粉体および粉末冶金 52・6

      ページ: 458463-458463

    • NAID

      130000055878

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Simulation of Powder Behavior in Applied Magnetic Field by Coupled FEM-DEM Modeling2005

    • 著者名/発表者名
      Fujio TSUMORI, Masamichi HIRATA, Susumu SHIMA
    • 雑誌名

      Journal of Japan Society of Powder and Powder Metallurgy Vol.52-3

      ページ: 194-198

    • NAID

      130000056159

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] On-demand Droplet Spotter for Formation of Micropattern Using Electrostatic Force2005

    • 著者名/発表者名
      Fujio Tsumori, Hiroyuki Ogawa, Susumu Shima
    • 雑誌名

      Powder Metallurgy & Particulate Materials Vol.9

      ページ: 96-107

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Column Structure Growth Simulation of Magnetic Particles by Distinct Element Method Coupled with Magneto-FEM2005

    • 著者名/発表者名
      Fujio Tsumori, Masamichi Hirata, Susumu Shima
    • 雑誌名

      Powder Metallurgy & Particulate Materials Vol.1

      ページ: 74-84

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Simulation of Column Structure Growth of Magnetic Powder in Applied Magnetic Field by Coupled FEM-DEM Modeling2005

    • 著者名/発表者名
      Fujio Tsumori, Susumu Shima
    • 雑誌名

      Proc. Intelligent Processing and Manufacturing of Materials CD-ROM

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Flow of Magnetic Powder in Stepped Cavity Shape under Applied Magnetic Field.2005

    • 著者名/発表者名
      Fujio Tsumori, Fumikazu Kurihara, Hidetoshi Kotera, Susumu Shima
    • 雑誌名

      Journal of Japan Society of Powder and Powder Metallurgy Vol.53-5

      ページ: 458-463

    • NAID

      130000055878

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] On-demand Droplet Spotter for Formation of Micropattern Using Electrostatic Force2005

    • 著者名/発表者名
      Fujio Tsumori, Hiroyuki Ogawa, Susumu Shima
    • 雑誌名

      Proc.Powder Metallurgy & Particulate Materials 9

      ページ: 96-107

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Column Structure Growth Simulation of Magnetic Particles by Distinct Element Method Coupled with Magneto-FEM2005

    • 著者名/発表者名
      Fujio Tsumori, Masamichi Hirata, Susumu Shima
    • 雑誌名

      Proc.Powder Metallurgy & Particulate Materials 1

      ページ: 74-84

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] FEM-DEM連成モデルによる磁場中粒子挙動解析2005

    • 著者名/発表者名
      津守不二夫, 平田正道, 島進
    • 雑誌名

      粉体および粉末冶金 52-6

      ページ: 194-198

    • NAID

      130000056159

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Simulation of Column Structure Growth of Magnetic Powder in Applied Magnetic Field by Coupled FEM-DEM Modeling2005

    • 著者名/発表者名
      Fujio Tsumori, Susumu Shima
    • 雑誌名

      Proc.Intelligent Processing and Manufacturing of Materials (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] FEM-DEM連成モデルによる磁場中粒子挙動解析2000

    • 著者名/発表者名
      津守不二夫, 平田正道, 島進
    • 雑誌名

      粉体および粉末冶金 52・3

      ページ: 194-194

    • NAID

      130000056159

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] 次世代の高精細ナノ・マイクロパターニングプロセス2006

    • 著者名/発表者名
      津守 不二夫(共著)
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      サイエンス&テクノロジー社
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] 次世代の高精細ナノ・マイクロパターニングプロセス2006

    • 著者名/発表者名
      津守 不二夫(共著, 15章担当)
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      サイエンス&テクノロジー社
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] Super fine patterning processes - nano/micro patterning processes -2005

    • 著者名/発表者名
      Fujio Tsumori et al.
    • 出版者
      Science and Technology inc.
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 津守不二夫, 島 進: "電圧印加法による微小液滴のOn-Demand生成と応用"粉体粉末冶金協会平成15年度春季大会. (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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