| 研究課題/領域番号 |
17K05105
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
応用物理学一般
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
乾 徳夫 兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (70275311)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | グラフェン / ナノ機械式スイッチ / カシミール力 / 凝着 / ナノメカニカルスイッチ / MEMS / メカニカルスイッチ / 固着 / 分子動力学 / ファンデルワールス力 / ＭＥＭＳ / ナノスイッチ / 光制御 / 機械式スイッチ |
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| 研究成果の概要 |
ナノ機械式スイッチは機械的に電流のスイッチングを行う素子で，従来の素子と比べて待機中の消費電力が少なく，また耐熱熱が高いため，省ネルギーに貢献できる期待されている．特に，可動電極がグラフェンであるスイッチは電気伝導性と耐久性に優れているため，注目されている．しかし，可動電極が固定電極と凝着する問題がある．その原因の一つがカシミール効果による引力である．そこで，本研究ではまず，カシミール力によって生じるグラフェンの変形を調べ，印加電圧の増大することで生じる不安定性について考察した．また，光イオン注入を利用したカシミール力の制御方法を提案し，光照射によるグラフェン電極の運動を明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
グラフェンナノ機械式スイッチは優れた耐久性を有するため，実用化に向けた研究がすすめられている．しかし，ナノスケールで顕著になるカシミール力による凝着が問題になっている．本研究では，グラフェンナノ機械式スイッチに作用するカシミール力を計算することで可動電極のたわみを求め，グラフェンが安定に平衡状態を保てる状態を調べた．これにより構造の最適化に必要な計算ができるようになった．また，固定基板を半導体にした場合，光照射によってグラフェンのたわみが変化ことを明らかにした．その結果，ナノ機械式スイッチを光信号で制御できる可能性を示せた．
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