MEMS機能デバイスを利用したセンサ用ナノ量子細線のマルチフィジックス特性評価

• 研究課題/領域番号: 20360060
• 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: 神戸大学
• 研究代表者: 磯野 吉正 神戸大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20257819)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 19,630千円 (直接経費: 15,100千円、間接経費: 4,530千円); 2010年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2009年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2008年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
• キーワード: マイクロ材料力学 / ナノメカニクス / マルチフィジックス / MEMS / ナノセンサ材料

研究概要

本研究では、ナノデバイス開発に必須となるナノ材料単体でのナノメカニクス特性を高精度に評価するため、ナノ材料評価専用MEMSデバイスとSEM内ナノプローブマニピュレータを新開発し、代表的なナノ材料であるカーボンナノチューブ(CNT)単体の力学特性の解明を試みた。MEMSデバイスには、世界初となる変位拡大機構を有する静電容量センサを搭載し、変位分解能0.93nmを実現した。本デバイスは、ナノプローブマニピュレータに搭載した上でFE-SEM内に設置され、CNT固定後に引張試験が実施可能となる。平均直径51nm,長さ17μmの多層CNTのナノ引張試験で得られた応力-ひずみ関係から、CNTは先ず外層が破断して、引き続き内層が破断することが明らかとなった。また、ヤング率は約600GPaを示し、これまでに報告とほぼ同程度の値を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Piezoresistance Effect of FIB Deposited Carbon Nanowires under Severe Strain (2008)
  • 著者名/発表者名: Mario Kiuchi, Shinji Matsui, Yoshitada Isono
  • 雑誌名: Journal of Micromechanics and Microengineerings, Institute of Physics Vol.18, No.6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Piezoresistance Effect of FIB Deposited Carbon Nanowires under Severe Strain (2008)
  • 著者名/発表者名: Mario Kiuchi, Shinji Matsui, Yoshitada Isono
  • 雑誌名: Journal of Micromechanics and Microengineerings, Institute of Physics Vol. 18, No. 6 ページ: 65011-65011
  • 査読あり
• [学会発表] Strain Rate Dependence of Mechanical Properties for Sub 100nm-thick Au Film Using Electrostatically Actuated Nano Tensile Testing Device (2011)
  • 著者名/発表者名: Hyun-Jin Oh, Itsuo Hanasaki, Yoshitada Isono, Seung-Woo Han, Hak-Joo Lee
  • 学会等名: The 24th IEEE Int.Conf.on MEMS (MEMS 2011)
  • 発表場所: Cancun, MEXICO
  • 年月日: 2011-01-25
• [学会発表] STRAIN RATE DEPENDENCE OF MECHANICAL PROPERTIES FOR SUB 100 NM-THICK AU FILM USING ELECTROSTATICALLY ACTUATED NANO TENSILE TESTING DEVICE (2011)
  • 著者名/発表者名: Hyun-Jin Ohl, Itsuo Hanasaki, Yoshitada Isono, Seung-Woo Han, Hak-Joo Lee
  • 学会等名: The 24th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS 2011)
  • 発表場所: Cancun, MEXICO
  • 年月日: 2011-01-25
• [学会発表] Experimental Nanomechanics for FIB-CVD Carbon Nanowires Using MEMS Devices (2010)
  • 著者名/発表者名: 磯野吉正
  • 学会等名: The 5th International Symposium on Nanoscale Mechatronics & Manufacturing
  • 発表場所: Gyeonggi-do, Korea
  • 年月日: 2010-08-20
• [学会発表] Experimental Nanomechanics for FIB-CVD Carbon Nanowires Using MEMS Devices (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshitada Isono
  • 学会等名: The 5th International Symposium on Nanoscale Mechatronics & Manufacturing
  • 発表場所: Gyeonggi-do, KOREA(招待講演)
  • 年月日: 2010-08-20
• [学会発表] MEMS機能デバイスによるナノ厚金薄膜の力学特性評価に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 呉衒珍、磯野吉正
  • 学会等名: 日本機械学会関西支部第85期定時総会講演会
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2010-03-16
• [学会発表] MEMS機能デバイスによるナノ厚金薄膜の力学特性評価に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 呉衒珍, 磯野吉正
  • 学会等名: 日本機械学会関西支部第85期定時総会講演会
  • 発表場所: 神戸大学(兵庫県)
  • 年月日: 2010-03-16