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フェムト秒パルス光超音波共鳴法によるナノ薄膜の弾性定数の精密測定

研究課題

研究課題/領域番号 19360051
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
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

平尾 雅彦  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (80112027)

研究分担者 荻 博次  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 准教授 (90252626)
中村 暢伴  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教 (50452404)
垂水 竜一  大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (30362643)
研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
19,760千円 (直接経費: 15,200千円、間接経費: 4,560千円)
2009年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2008年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2007年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
キーワード弾性定数 / ナノ薄膜 / フォノン共鳴 / 極短パルス光計測 / 薄膜 / フェムト秒レーザー / 貴金属 / 低温計測 / ダイヤモンド薄膜 / 非破壊検査
研究概要

厚さがナノメートルオーダーの薄膜(ナノ薄膜)の力学的性質を正確に計測することは,ナノ薄膜を用いたデバイスの健全性評価という実用的な理由だけでなく,物質の原子数が一方向に極端に減少したときの力学的性質の変化という学術的な興味も深い.本プロジェクトではフェムト秒パルスレーザーを利用して,薄膜内に数十~数百GHzという超高周波の弾性波を励起し,その音速を計測する手法を確立した.そして,各種ナノ薄膜の弾性率評価およびこれを利用した健全性評価法を提案した.

報告書

(4件)
  • 2009 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 13件) 学会発表 (20件)

  • [雑誌論文] 第一原理計算によるナノ結晶ダイヤモンドの非sp3結合領域の構築とその弾性特性に及ぼす影響の解析2009

    • 著者名/発表者名
      谷垣健一, 多根井寛志, 草部浩一, 荻博次, 中村暢伴, 平尾雅彦
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集A編 75-758

      ページ: 1424-1429

    • NAID

      120004837237

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 第一原理計算によるナノ結晶ダイヤモンドの非sp3結合領域の構築とその弾性特性に及ぼす影響の解析2009

    • 著者名/発表者名
      谷垣健一, 多根井寛志, 草部浩一, 荻博次, 中村暢伴, 平尾雅彦
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集 A編 75-758

      ページ: 1424-1429

    • NAID

      120004837237

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 薄膜弾性定数の測定2009

    • 著者名/発表者名
      平尾雅彦, 荻博次
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集 A編 75-752

      ページ: 397-403

    • NAID

      120004837083

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unusual elastic behavior of nanocrystalline diamond thin films2008

    • 著者名/発表者名
      H. Tanei, N. Nakamura, H. Ogi, M. Hirao, R. Ikeda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 100

      ページ: 16804-16804

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Laser-Induced Coherent Acoustic Phonons for Measuring Elastic Constants of Ultra-Thin Films2008

    • 著者名/発表者名
      N. Nakamura, A. Uranishi, T. Shagawa, H. Ogi, M. Hirao, M. Nishiyama
    • 雑誌名

      J. Sol. Mech. Mater. Eng 2

      ページ: 1420-1426

    • NAID

      130000079044

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stable Elasticity of Epitaxial Cu Thin Films on Si2008

    • 著者名/発表者名
      N. Nakamura, H. Ogi, M. Hirao
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 77

      ページ: 245416-245416

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recovery of Elastic Constant of Ultrathin Cu Films by Low Temperature Annealing2008

    • 著者名/発表者名
      N. Nakamura, H. Ogi, T. Shagawa, M. Hirao
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 92

      ページ: 141901-141901

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Laser-Induced、Coherent Acoustic Phonons for Measuring Elastic Constants of Ultra-Thin Films2008

    • 著者名/発表者名
      N. Nakamura, A. Uranishi, T. Shagawa, H. Ogi, M. Hirao, M. Nishiyama
    • 雑誌名

      J. Sol. Mech. Mater. Eng 2

      ページ: 1420-1426

    • NAID

      130000079044

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stable Elasticity of Epitaxial Cu Thin Films on Si2008

    • 著者名/発表者名
      N. Nakamura, H. Ogi, M. Hirao
    • 雑誌名

      Physical Review B 77

      ページ: 245416-245416

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recovery of Elastic Constant of Ultrathin Cu Films by Low Temperature Annealing2008

    • 著者名/発表者名
      N. Nakamura, H. Ogi, T. Shagawa, M. Hirao
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 92

      ページ: 141901-141901

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unusual elastic behavior of nanocrystalline diamond thin films2008

    • 著者名/発表者名
      H. Tanei. N. Nakamura, H. Ogi, M. Hirao, R. Ikeda
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 100

      ページ: 16804-16804

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fast Recovery of Elasticity of Cu Thin Films at Room Temperature Studied by Resonant-Ultrasound Spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      N. Nakamura, H. Ogi, T. Nakashima, M. Hirao, M. Nishiyama
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 46

      ページ: 4450-4453

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fast Recovery of Elasticity of Cu Thin Films at Room Temperature Studied by Resonant-Ultrasound Spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      N. Nakamura, H. Ogi, T. Nakashima, M. Hirao, and M. Nishiyama
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 46

      ページ: 4450-4453

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] サブテラヘルツ超音波によるナノ薄膜の弾性定数計測2009

    • 著者名/発表者名
      中村暢伴, 加計陽介, 荻博次, 平尾雅彦
    • 学会等名
      2009年日本機械学会年次大会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2009-09-14
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] ピコ秒レーザー超音波法によるSiウェハー中のナノ欠陥評価2009

    • 著者名/発表者名
      谷垣健一, 荻博次, 平尾雅彦, 松川和人, 原田博文
    • 学会等名
      2009年日本機械学会年次大会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2009-09-14
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] ピコ秒レーザー超音波法によるSiウェハー中のナノ欠陥評価2009

    • 著者名/発表者名
      谷垣健一, 荻博次, 平尾雅彦, 松川和人
    • 学会等名
      2009年日本機械学会年次大会
    • 発表場所
      岩手大学(盛岡)
    • 年月日
      2009-09-14
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ナノ結晶ダイヤモンドの非sp3結合領域とその弾性特性に対する第一原理シミュレーション2009

    • 著者名/発表者名
      谷垣健一, 多根井寛志, 草部浩一, 荻博次, 中村暢伴, 平尾雅彦
    • 学会等名
      第56回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      筑波大学筑波キャンパス
    • 年月日
      2009-04-01
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] ピコ秒超音波によるエピタキシャル薄膜の弾性特性評価2009

    • 著者名/発表者名
      中村暢伴, 加計陽介, 荻博次, 平尾雅彦
    • 学会等名
      第56回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      筑波大学筑波キャンパス
    • 年月日
      2009-04-01
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Study on fast recovery of elastic constants of metallic thin films by resonant-ultrasound spectroscopy2008

    • 著者名/発表者名
      中島丈雄, 中村暢伴, 荻博次, 平尾雅彦
    • 学会等名
      第29回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
    • 発表場所
      仙台市シルバーセンター
    • 年月日
      2008-11-13
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 金属薄膜の成膜直後における弾性定数の高速回復現象のモニタリング2008

    • 著者名/発表者名
      中島丈雄, 中村暢伴, 荻博次, 平尾雅彦
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第83期定時総会講演会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス
    • 年月日
      2008-03-15
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] ナノ薄膜の弾性特性に関する研究~超音波を利用した弾性定数計測法の開発~2008

    • 著者名/発表者名
      中村暢伴, 荻博次, 平尾雅彦
    • 学会等名
      第39回マイクロマテリアル部門委員会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2008-01-29
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Study on fast recovery of elastic constants of metallic thin films by resonant-ultrasound spectroscopy2008

    • 著者名/発表者名
      中島 丈雄
    • 学会等名
      第29回・超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
    • 発表場所
      仙台市シルバーセンター
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 共鳴超音波スペクトロスコピーとピコ秒レーザー超音波法によるCu薄膜の異方性弾性定数の測定2008

    • 著者名/発表者名
      中島 丈雄
    • 学会等名
      第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      中部大学
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ピコ秒レーザー超音波法によるエピタキシャルPt薄膜の弾性定数測定2008

    • 著者名/発表者名
      加計 陽介
    • 学会等名
      日本機械学会 2008年度 年次大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Resonant-Ultrasound Spectroscopy and Acoustic-Phonon Measurement for Studying Anisotropic Elastic Constants of Thin Films2008

    • 著者名/発表者名
      中村暢伴
    • 学会等名
      35th Annual Rreview of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation
    • 発表場所
      University of Illinois at Chicago, Chicago, USA
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Annealing Effect on Elastic Constant of Ultrathin Films Studied by Acoustic-Phonon Resonance Spectroscopy2008

    • 著者名/発表者名
      中村暢伴
    • 学会等名
      1 st International Symposium on Laser Ultrasonics : Science, Technology and Applications
    • 発表場所
      Ecole de technologie superieue (ETS), Montreal, Canada
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 異常に大きな弾性ひずみを受ける薄膜内の超音波特性2007

    • 著者名/発表者名
      中村暢伴
    • 学会等名
      非線形現象を利用した非破壊検査・材料評価研究会第6回研究会
    • 発表場所
      京大会館
    • 年月日
      2007-12-19
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Elastic constants of Co/Pt superlattice studied by acoustic measurements and ab initio calculation2007

    • 著者名/発表者名
      多根井寛志, 中村暢伴, 荻博次, 平尾雅彦
    • 学会等名
      第28回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2007-11-15
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Elastic Stability of Epitaxial Cu Thin Films: Measurement by Acoustic-Phonon Resonance2007

    • 著者名/発表者名
      中村暢伴, 荻博次, 平尾雅彦
    • 学会等名
      第28回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2007-11-15
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Elastic constants of Co/Pt superlattice studied by acoustic measurements and ab initio calculation2007

    • 著者名/発表者名
      多根井 寛志
    • 学会等名
      第28回 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Elastic Stability of Epitaxial Cu Thin Films: Measurement by Acoustic-Phonon Resonance2007

    • 著者名/発表者名
      中村 暢伴
    • 学会等名
      第28回 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Co/Pt超格子の異常弾性に関する研究:第一原理計算と超音波計測2007

    • 著者名/発表者名
      多根井 寛志
    • 学会等名
      2007年秋季 第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道工業大学
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] レーザー音響フォノン共鳴スペクトロスコピーによるエピタキシャルCu薄膜の弾性定数計測2007

    • 著者名/発表者名
      中村 暢伴
    • 学会等名
      2007年秋季 第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道工業大学
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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