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微小領域における高密度渦電流の形成とナノ構造の電磁気特性評価

研究課題

研究課題/領域番号 17760072
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関東北大学

研究代表者

燈明 泰成  東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50374955)

研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2006年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2005年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワード機械材料・材料力学 / 走査プローブ顕微鏡 / マイクロ・ナノデバイス / 磁性 / 渦電流 / 金属ナノ薄膜 / 導電率 / ドライカップリング超音波
研究概要

最終年度は申請時に計画した研究を遂行し,以下のような研究実績を得た。
1.各種金属ナノ薄膜細線を用いた検証 si基板上にSiO_2層を形成した後,各種接着層を介してCu, Au, Ptナノ薄膜細線(高さ100nm)を作製した。ここで細線上で磁性はりを超音波振動させ,はりと薄膜細線との間で生じる渦電流損失をはりの振動位相変化として観察した。さらに,渦電流損失に起因するはりの振動位相変化量より同電磁気問題の解析モデルを用いて各金属薄膜の導電率を算出した。その結果,金属ナノ薄膜細線の導電率はCu, Au, Ptナノ薄膜細線の順に高くなった。一方,検証のため同じプロセスで作製したCu, Au, Ptナノ薄膜基板に対して4端子直流電位差法による導電率測定を実施したところ,測定値と本手法により算出した導電率とは良い傾向の一致を示し,本手法がナノ構造の電気特性評価に極めて有効であることを確認した。
2.深部電磁気特性評価 上記1のAuナノ薄膜細線上にSiO_2膜を蒸着させた積層構造に対して,深部のAuナノ薄膜細線の電磁気特性を評価することを検討した。Auナノ薄膜細線の裏面から高強度超音波を付与し,これにより薄膜内部での磁場変動を増加させることで,磁性はりの振動により薄膜内に励起される渦電流の高密度化を図った。si基板-高分子薄膜-水なる超音波伝達系の周波数特性を解析し,20〜70MHz帯域の超音波をSi基板内へ高強度に伝達する薄膜として厚さ9μmのpoly (vinylidene chloride)薄膜を特定した。実験の結果,同薄膜の挿入により20〜70MHz帯域の超音波伝達効率は薄膜非挿入時と比較しておよそ4倍に向上した。これにより,確立したドライカップリング超音波伝達様式と,本渦電流顕微鏡法との融合により,深部のAuナノ薄膜細線の電磁気特性を高感度に評価できる可能性を見出した。

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (6件)

  • [雑誌論文] 渦電流顕微鏡法による金属ナノ薄膜の導電率評価2007

    • 著者名/発表者名
      燈明 泰成, (迫水紘史, 坂 真澄)
    • 雑誌名

      日本機械学会 東北支部第42期総会・講演会講演論文集

      ページ: 71-72

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Polymer Acoustic Matching Layer for Broadband Ultrasonic Applications2006

    • 著者名/発表者名
      H.Tohmyoh
    • 雑誌名

      Journal of the Acoustical Society of America 120・1

      ページ: 31-34

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Acoustic Resonant Spectroscopy for Characterization of Thin Polymer Films2006

    • 著者名/発表者名
      H.Tohmyoh, (T.Imaizumi, M.Saka)
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments 77・10

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 電磁現象を利用した微細金属配線の非接触電流測定2006

    • 著者名/発表者名
      燈明 泰成, (丸山矩昭, 坂 真澄)
    • 雑誌名

      日本機械学会東北支部第41期総会・講演会講演論文集 (印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 電子デバイス微細接合部の超音波評価2005

    • 著者名/発表者名
      燈明 泰成, (坂 真澄)
    • 雑誌名

      日本機械学会2005年度年次大会講演論文集 No.05-1

      ページ: 265-266

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 音響整合層を介したドライ超音波可視化の性能2005

    • 著者名/発表者名
      燈明 泰成, (坂 真澄, 平山 勇人)
    • 雑誌名

      日本機械学会M&M2005材料力学カンファレンス講演論文集 No.05-9

      ページ: 365-366

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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