自己組織的手法によるナノ構造集合薄膜の創製とその力学特性評価

• 研究課題/領域番号: 20686010
• 研究種目: 若手研究(A)
• 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: 平方 寛之 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (40362454)
• 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: 26,130千円 (直接経費: 20,100千円、間接経費: 6,030千円); 2010年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2009年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2008年度: 19,760千円 (直接経費: 15,200千円、間接経費: 4,560千円)
• キーワード: ナノ構造 / 力学特性 / 材料力学 / 材料強度 / 自己組織化 / 薄膜

研究概要

本研究では、自己組織的手法によって形態を制御したナノ構造要素群の作製が可能である動的斜め蒸着法に着目し、力学的自由度の高い構造薄膜作製法の開発、およびその特徴的な変形・強度特性の実験的評価を行った。とくに、ナノ構造に対する独自の評価実験方法を開発し、ナノ要素の非対称構造に起因する力学特性の異方性を定量的に評価するとともに、ナノ要素と基板の界面強度の支配力学を明らかにした。また、先駆的な試みとして、高強度ナノ複合構造の作製を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Realization of Freestanding Wrinkled Thin Films with Flexible Deformability (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro MARUYAMA, Hiroyuki HIRAKATA, Akio YONEZU Kohji MINOSHIMA
  • 雑誌名: Applied Physics Letters Vol.98
  • 査読あり
• [雑誌論文] Realization of Freestanding Wrinkled Thin Films with Flexible Deformability (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Maruyama, Hiroyuki Hirakata, Akio Yonezu, Kohji Minoshima
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 98
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strength of Self-Organized TiO2 Nanotube Arrays (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki HIRAKATA, Kenji ITO, Akio YONEZU, Hiroaki TSUCHIYA, Shinji FUJIMOTO Kohji MINOSHIMA
  • 雑誌名: Acta Materialia Vol.58 ページ: 4956-4967
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of Incipient Plasticity from Interfaces between Ultra-Thin Gold Films and Compliant Substrates (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki HIRAKATA, Hiroki OGIWARA, Akio YONEZU Kohji MINOSHIMA
  • 雑誌名: Thin Solid Films Vol.518 ページ: 5249-5256
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen Effect on Fracture Toughness of Thin Film/Substrate Interfaces (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki HIRAKATA, Takeshi YAMADA, Yoshiki NOBUHARA, Akio YONEZU Kohji MINOSHIMA
  • 雑誌名: Engineering Fracture Mechanics Vol.77 ページ: 803-818
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strength of Self-Organized TiO_2 Nanotube Arrays (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Hirakata, Kenji Ito, Akio Yonezu, Hiroaki Tsuchiya, Shinji Fujimoto, Kohji Minoshima
  • 雑誌名: Acta Materialia 巻: 58 ページ: 4956-4967
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of Incipient Plasticity from Interfaces between Ultra-Thin Gold Films and Compliant Substrates (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Hirakata, Hiroki Ogiwara, Akio Yonezu, Kohji Minoshima
  • 雑誌名: Thin Solid Films 巻: 518 ページ: 5249-5256
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen Effect on Fracture Toughness of Thin Film/Substrate Interfaces (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Hirakata, Takeshi Yamada, Yoshiki Nobuhara, Akio Yonezu, Kohji Minoshima
  • 雑誌名: Engineering Fracture Mechanics 77 ページ: 803-818
  • 査読あり
• [学会発表] 斜め蒸着法により作製したTiナノ傾斜コラムの界面強度 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西平拓, 平方寛之, 箕島弘二
  • 学会等名: 日本機械学会関西支部第86期定時総会講演会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学(京都市)
  • 年月日: 2011-03-20
• [学会発表] マルチスケールセルフアセンブリによるナノ複合構造の作製と力学特性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 味岡佳史, 平方寛之, 米津明生, 箕島弘二
  • 学会等名: 日本機械学会関西支部第86期定時総会講演会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学(京都市)
  • 年月日: 2011-03-20
• [学会発表] 斜め蒸着法により作製したTiナノ傾斜コラムの界面強度 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西平拓, 平方寛之, 箕島弘二
  • 学会等名: 日本機械学会関西支部第86期定時総会講演会(講演論文集,No.114-1,5-15)
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
• [学会発表] マルチスケールセルフアセンブリによるナノ複合構造の作製と力学特性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 味岡佳史, 平方寛之, 米津明生, 箕島弘二
  • 学会等名: 日本機械学会関西支部第86期定時総会講演会(講演論文集No.114-1,5-16)
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
• [学会発表] 自立Cuナノ薄膜の破壊じん性の膜厚依存性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西嶋修, 近藤俊之, 二宮諒, 米津明生, 平方寛之, 箕島弘二
  • 学会等名: 日本機械学会関西支部第86期定時総会講演会(講演論文集No.114-1,6-9)
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
• [学会発表] 斜め蒸着法により作製したナノ構造要素の界面強度 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西平拓, 平方寛之, 箕島弘二
  • 学会等名: 第54回日本学術会議材料工学連合講演会
  • 発表場所: ハートピア京都(京都市)
  • 年月日: 2010-10-26
• [学会発表] 非対称ナノ構造を有する薄膜の界面強度異方性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西平拓, 増井和樹, 平方寛之, 箕島弘二
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2010材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 長岡技術科学大学(新潟県長岡市)
  • 年月日: 2010-10-10
• [学会発表] 斜め蒸着法により作製したナノ構造要素の界面強度 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西平拓, 平方寛之, 箕島弘二
  • 学会等名: 第54回日本学術会議材料工学連合講演会(講演論文集,304-305)
  • 発表場所: ハートピア京都
• [学会発表] Alナノ薄膜のクリープ特性の膜厚依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 福原直道, 味岡彰一, 平方寛之, 米津明生, 崎原雅之, 箕島弘二
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2010材料力学カンファレンス(講演論文集No.10-9,OS1505)
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
• [学会発表] 非対称ナノ構造を有する薄膜の界面強度異方性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西平拓, 増井和樹, 平方寛之, 箕島弘二
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2010材料力学カンファレンス(講演論文集No.10-9,OS1506)
  • 発表場所: 長岡技術科学大
• [学会発表] 自立Cuナノ薄膜試験片の作製と破壊じん性評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西嶋修, 福原直道, 平方寛之, 米津明生, 箕島弘二
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2010材料力学カンファレンス(講演論文集No.10-9,PS4)
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
• [学会発表] 自立薄膜試験片を用いたサブμm厚Al膜のクリープ特性評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 味岡彰一, 平方寛之, 崎原雅之, 箕島弘二
  • 学会等名: 日本機械学会関西支部第85期定時総会講演会(講演論文集No.104-1,1-2)
  • 発表場所: 神戸大学
• [学会発表] 自己組織化TiO2ナノチューブ構造配列の強度特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊藤賢二, 平方寛之, 箕島弘二
  • 学会等名: 日本機械学会関西支部第85期定時総会講演会(講演論文集No.104-1,1-6)
  • 発表場所: 神戸大学
• [学会発表] 傾斜ナノコラム集合薄膜の摩擦特性の異方性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 平方寛之, 西平拓, 箕島弘二
  • 学会等名: 日本機械学会2009年度年次大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] 自己組織化TiO_2ナノチューブ集合薄膜の破壊特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤賢二, 平方寛之, 箕島弘二
  • 学会等名: 日本機械学会2009年度年次大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] 傾斜ナノコラム集合薄膜の摩擦特性の異方性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 平方寛之, 西平拓, 箕島弘二
  • 学会等名: 日本機械学会2009年度年次大会(講演論文集(8),No.09-1,45-46)
  • 発表場所: 岩手大学
• [学会発表] 自己組織化TiO2ナノチューブ集合薄膜の破壊特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤賢二, 平方寛之, 箕島弘二
  • 学会等名: 日本機械学会2009年度年次大会(講演論文集(8),No.09-1,47-48)
  • 発表場所: 岩手大学
• [学会発表] ナノ薄膜と基板の界面破壊じん性に及ぼす吸蔵水素の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田剛司, 延原由起, 崎原雅之, 平方寛之, 箕島弘二
  • 学会等名: 日本機械学会関西支部第84期定時総会講演会(講演論文集No.094-1,3-2)
  • 発表場所: 近畿大学
• [学会発表] ナノ薄膜の界面からの塑性変形開始強度 (2009)
  • 著者名/発表者名: 荻原弘樹, 平方寛之, 箕島弘二
  • 学会等名: 日本機械学会関西支部第84期定時総会講演会(講演論文集No.094-1,3-3)
  • 発表場所: 近畿大学
• [学会発表] ナノ薄膜の界面からの塑性変形開始強度に関する実験的検討 (2008)
  • 著者名/発表者名: 荻原弘樹, 平方寛之, 箕島弘二
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2008材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 2008-09-17
• [学会発表] Effect of Confined Plasticity on Interface Fracture in Nano-Components (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Hirakata, Yoshimasa Takahashi, Takayuki Kitamura
  • 学会等名: The Second International Conference on Heterogeneous Material Mechanics(ICHMM-2008)
  • 発表場所: 黄山(中国)
  • 年月日: 2008-06-06
• [学会発表] Strength of Low-dimensional Nano-structure (2008)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Kitamura, Takashi Sumigawa, Hiroyuki Hirakata, Yoshimasa Takahashi
  • 学会等名: The Second International Conference on Heterogeneous Material Mechanics(ICHMM-2008)
  • 発表場所: 黄山(中国)
  • 年月日: 2008-06-04
• [学会発表] ナノ薄膜の界面からの塑性変形開始強度に関する実験的検討 (2008)
  • 著者名/発表者名: 荻原弘樹, 平方寛之, 箕島弘二
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2008材料力学カンファレンス(講演論文集No.08-6,OS1213)
  • 発表場所: 立命館大学
• [学会発表] Effect of Confined Plasticity on Interface Fracture in Nano-Components (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki HIRAKATA, Yoshimasa TAKAHASHI Takayuki KITAMURA
  • 学会等名: The Second International Conference on Heterogeneous Material Mechanics (ICHMM-2008),106-110
  • 発表場所: Huangshan, China
• [学会発表] Strength of Low-dimensional Nano-structure (2008)
  • 著者名/発表者名: Takayuki KITAMURA, Takashi SUMIGAWA, Hiroyuki HIRAKATA, Yoshimasa TAKAHASHI
  • 学会等名: The Second International Conference on Heterogeneous Material Mechanics (ICHMM-2008),79-88
  • 発表場所: Huangshan, China
• [図書] Pan Stanford Publishing, ISBN:978-9814241830
  • 著者名/発表者名: Takayuki Kitamura, Hiroyuki Hirakata, Takashi Sumigawa, Takahiro Shimada
  • 総ページ数: 2011
  • 出版者: Fracture Nanomechanics(出版予定)
• [備考]
  • URL: http://www-micro.mech.eng.osaka-u.ac.jp/home.html