| 研究課題/領域番号 |
20H02044
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18020:加工学および生産工学関連
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
岩田 太 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (30262794)
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| 研究分担者 |
小野 篤史 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (20435639)
中澤 謙太 静岡大学, 工学部, 助教 (50824520)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2020年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
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| キーワード | レーザートラップ / 電気泳動堆積 / ナノ微粒子 / アディティブマニュファクチャリング / 微細加工 / アクティブマニュファクチャリング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ナノからサブミクロン精度を有する超微細な立体造形法の開発は電子デバイスやMicroelectromechanical Systems（MEMS）のプロセスにおいて大変重要な課題である．本研究では金属ナノ微粒子を基板上に堆積させる微細立体造形法であるレーザー支援電気泳動堆積法（研究代表者の独自技術）において，ナノ微粒子を堆積と同時にプラズモン共鳴により局所加熱焼結させることで，高剛性な微細立体構造物の加工を実現するものである．本手法は微細デバイスを低コストで速く，簡単に試作可能なマイクロ・アディティブマニュファクチャリングにおいて，次世代の革新的な超精密加工法となり得る．
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| 研究成果の概要 |
本研究はサブミクロン精度の微細立体造形法であるレーザー支援電気泳動堆積法(LAEPD；代表者の独自技術)において，金属ナノ微粒子の基板表面への堆積と同時に局所加熱焼結させながら立体造形する手法を確立することである．LAEPD法はレーザー集光スポット内に補足したナノ微粒子を電気泳動堆積法で局所的に基板に堆積する立体造形法である．本研究において，堆積中のナノ微粒子に近赤外光レーザーを照射することで，インプロセスでナノ微粒子凝集体のみを局所的に加熱焼結させる手法を開発した．実験では構築した装置および手法を用いて堆積加工した微細構造物のヤング率が向上することを実証し，本手法の実用性を示した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまでの金属ナノ微粒子の物理吸着での微細立体造形であったLAEPD法に対して，本研究は焼結しながら高効率に堆積することで機械物性を飛躍的に改善した．焼結手法としてコロイド溶液の劣化や沸騰を避けるため，堆積した金属ナノ微粒子凝集体の吸収波長帯である近赤外レーザーを照射することで，堆積した微粒子のみを焼結させる手法を実現した．このように，ナノ微粒子の電気泳動堆積とプラズモン加熱焼結を組み合わせた本手法は学術的意義が高く，また本手法は電子デバイスやMEMSプロセスなど工学分野での応用展開が期待できるなど社会的意義も高い．
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