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ナノ薄膜の座屈変形に起因する階層リンクル構造の自発的形成機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H06835
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関大阪大学

研究代表者

永島 壮  大阪大学, 工学研究科, 助教 (80800317)

研究期間 (年度) 2017-08-25 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードナノ・マイクロ構造 / 座屈 / 薄膜 / 変形 / ひずみ / リンクル / 機械材料・材料力学 / 表面・界面物性 / ナノ材料 / 材料力学
研究成果の概要

固体材料の機能特性は,その表面形状と密接に関連する。本研究では,硬質薄膜と軟質基板から成る構造体の座屈変形により自律形成する階層リンクル構造に着目し,その形成機構を明らかにするとともに作製技術の確立に結びつく制御指針を獲得した。具体的には,単一(薄膜蒸着)プロセスによる階層リンクルの自律形成現象を見出し,薄膜に付与する圧縮ひずみ量や薄膜の厚さが階層リンクルの形状や寸法変化に及ぼす影響を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

階層リンクルに関する研究成果は,これまでに国内外の複数の研究グループから報告されてきたが,その形成機構は未解明であり,汎用性を有した作製手法は確立されていない。本研究では,単一プロセス(薄膜蒸着)のみによる階層リンクルの自律形成現象を見出し,その発生機構を明らかにした。また,階層リンクル作製技術の確立に結びつく制御指針を獲得した。これらは,従来にない機能性人工物の創製につながる新たな知見である。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] 韓国科学技術研究院(KIST)(韓国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 曲率を有する薄膜-基板系の微細構造形成の有限要素解析2019

    • 著者名/発表者名
      藤本悠満,永島 壮,中谷彰宏,土井祐介
    • 学会等名
      日本機械学会 関西学生会2018年度学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Capillarity-induced wrinkle-to-fold transition of a thin film on a soft substrate2018

    • 著者名/発表者名
      So Nagashima
    • 学会等名
      The International Union of Materials Research Societies-International Conference on Electronic Materials 2018 (IUMRS-ICEM2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Folding of wrinkled films: a simple technique for fabricating dynamically tunable nanochannels and nanowires2018

    • 著者名/発表者名
      So Nagashima
    • 学会等名
      Korea Institute of Energy Research
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 薄膜の座屈変形による階層リンクル構造の自律形成2018

    • 著者名/発表者名
      佐竹正義,永島 壮,土井祐介,中谷彰宏
    • 学会等名
      日本材料学会 第4回材料WEEK 材料シンポジウム「若手学生研究発表会」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 薄膜の座屈変形に起因する階層リンクル構造の自律形成2018

    • 著者名/発表者名
      佐竹正義,土井祐介,中谷彰宏,永島壮
    • 学会等名
      日本機械学会 関西学生会2017年度学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 硬質薄膜のリッジ構造を利用した液体の脱濡れ様式制御2017

    • 著者名/発表者名
      永島壮,中谷彰宏
    • 学会等名
      日本機械学会 M&M2017材料力学カンファレンス
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 硬質薄膜の座屈現象を利用した微細周期構造の作製とその応用2017

    • 著者名/発表者名
      永島壮
    • 学会等名
      第66期 第1回 日本材料学会マルチスケール材料力学部門委員会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 大阪大学 研究者総覧

    • URL

      http://www.dma.jim.osaka-u.ac.jp/view?l=ja&u=10007588

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-08-25   更新日: 2020-03-30  

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