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金属ナノ構造体の非線形挙動を支配する転位の動的メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 21686013
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
研究機関京都大学

研究代表者

澄川 貴志  京都大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (80403989)

研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
27,560千円 (直接経費: 21,200千円、間接経費: 6,360千円)
2011年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2010年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2009年度: 18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
キーワードナノ / 塑性変形 / 転位 / 透過型電子顕微鏡 / 力学解析 / 金属 / 変形特性 / メカニズム
研究概要

本研究では、シリコン(Si)、銅(Cu)および窒化ケイ素(SiN)で構成されたナノ構造体中における塑性変形のメカニズムを解明することを目的として、透過型電子顕微鏡を用いて下部組織の観察が可能な曲げ試験片を設計および作製し、Cu部に対して負荷途中の塑性挙動をその場観察した。Si/Cu界面と自由表面の会合部近傍において、塑性領域が発生・発達していく様子が観察され、塑性領域発生の分解せん断応力は400-420 MPaと見積もられた。実験後のTEM観察より、ナノ寸法の応力集中領域に起因した異材界面近傍の塑性変形は、積層欠陥の形成によって支配されていることが示唆された。

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (50件)

すべて 2012 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (23件) (うち査読あり 19件) 学会発表 (24件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Criterion of mechanical instabilities for dislocation structures2012

    • 著者名/発表者名
      Yan Yabin
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering A

      巻: 534 ページ: 681-687

    • DOI

      10.1016/j.msea.2011.12.027

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fatigue Strength of Cu/Si Interface in Nano-Component2011

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sumigawa, 他
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering A

      巻: 528 号: 15 ページ: 5158-5163

    • DOI

      10.1016/j.msea.2011.03.023

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 微小曲げ試験を用いたTa2O5薄膜の機械特性評価2011

    • 著者名/発表者名
      大倉康孝, 澄川貴志, 井手修平, 北村隆行
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(A編)

      巻: 77巻775号 ページ: 495-504

    • NAID

      130000874181

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-Dimensional Cohesive Zone Modeling on Interface Crack Initiation from Nanoscale Stress Concentration2011

    • 著者名/発表者名
      Yan Yan, Takashi Sumigawa
    • 雑誌名

      JSMME

      巻: 5 号: 2 ページ: 117-127

    • DOI

      10.1299/jmmp.5.117

    • NAID

      130000422401

    • ISSN
      1880-9871
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cohesive Zone Criterion for Cracking along the Cu/Si Interface in Nanoscale Components2011

    • 著者名/発表者名
      Yabin Yan, Takashi Sumigawa, Fulin Shang and Takayuki Kitamura
    • 雑誌名

      Engineering Fracture Mechanics, with peer review

      巻: 78 号: 17 ページ: 2935-2946

    • DOI

      10.1016/j.engfracmech.2011.08.010

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 微小曲げ試験を用いたTa2O5薄膜の機械特性評価2011

    • 著者名/発表者名
      澄川貴志, 他
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集A編

      巻: 77 号: 775 ページ: 495-504

    • DOI

      10.1299/kikaia.77.495

    • NAID

      130000874181

    • ISSN
      0387-5008, 1884-8338
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stress Singularity Transition of Generic Wedges Due To Nanoelement Layer2011

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sumigawa, et.al
    • 雑誌名

      Engineering Fracture Mechanics

      巻: 78 号: 16 ページ: 2789-2799

    • DOI

      10.1016/j.engfracmech.2011.08.004

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of in-situ TEM Observation Method on Plasticity in Nanoscale Component2011

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sumigawa, ほか
    • 雑誌名

      Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering

      巻: 5 ページ: 128-137

    • NAID

      130000660992

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 微小曲げ試験を用いたTa_2O_5薄膜の機械特性評価2011

    • 著者名/発表者名
      大倉康孝, ほか
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 77 ページ: 495-504

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation on Plastic Deformation Property of Cooperman-Film by Nano-Scale Cantilever Specimen2010

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sumigawa, Tetsuya Shishido, Tadashi Murakami and Takayuki Kitamura
    • 雑誌名

      Thin Solid Films, with peer review

      巻: Vol.518 号: 21 ページ: 6040-6047

    • DOI

      10.1016/j.tsf.2010.06.039

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Interface Crack Initiation Due to Nanoscale Stress Concentration2010

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sumigawa, Tetsuya Shishido, Tadashi Murakami and Takayuki Kitamura
    • 雑誌名

      Material Science and Engineering A, with peer review

      巻: Vol.527 号: 18-19 ページ: 4796-4803

    • DOI

      10.1016/j.msea.2010.04.002

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Cu/Si Interface Fracture due to Fatigue of Copper Film in Nanometer Scale2010

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sumigawa, Tadashi Murakami, Tetsuya Shishido and Takayuki Kitamura
    • 雑誌名

      Material Science and Engineering A, with peer review

      巻: Vol.527 号: 24-25 ページ: 6518-6523

    • DOI

      10.1016/j.msea.2010.07.002

    • NAID

      120002511342

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 透過型電子顕微鏡を用いたナノスケール構造体中の塑性領域に対するその場観察試験手法の開発2010

    • 著者名/発表者名
      澄川貴志, 北川裕次郎, 北村隆行
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(A編)

      巻: 76巻772号 ページ: 1713-1720

    • NAID

      110008143581

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 離散転位動力学に基づく転位組織の力学的不安定性クライテリオン2010

    • 著者名/発表者名
      嶋田隆広, 近藤忠広, 澄川貴志, 北村隆行
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(A編)

      巻: 76巻772号 ページ: 1721-1728

    • NAID

      110008143582

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interface crack initiation due to nano-scale stress concentration2010

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sumigawa, ほか
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering A

      巻: 527 ページ: 4796-4803

    • NAID

      120002511341

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation on plastic deformation property of copper nano-film by nano-scale cantilever specimen2010

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sumigawa, ほか
    • 雑誌名

      Thin Solid Films

      巻: 518 ページ: 6040-6047

    • NAID

      120002511340

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cu/Si interface fracture due to fatigue of copper film in nanometer scale2010

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sumigawa, ほか
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering A

      巻: 527 ページ: 6518-6523

    • NAID

      120002511342

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 透過型電子顕微鏡を用いたナノスケール構造対中の塑性領域に対するその場観察試験手法の開発2010

    • 著者名/発表者名
      澄川貴志, ほか
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 76 ページ: 1713-1720

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 離散転位動力学に基づく転位組織の力学的不安定性クライテリオン2010

    • 著者名/発表者名
      嶋田隆広, ほか
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 76 ページ: 1721-1728

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interface Crack Initiation Due to Nanoscale Stress Concentration2010

    • 著者名/発表者名
      T.Sumigawa, ほか
    • 雑誌名

      Material Engineering and Science A (In press)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 破壊のナノ力学(第1報 ナノ構造体の界面強度)2009

    • 著者名/発表者名
      北村隆行、澄川貴志, ほか
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集 A編 75

      ページ: 77-783

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 破壊のナノカ学(第2報 ナノ要素の強度)2009

    • 著者名/発表者名
      北村隆行、澄川貴志, ほか
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集 A編 75

      ページ: 784-791

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of Stress Distribution in Au Micro-Interconnection by Polycrystalline Models2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawamura, T.Sumigawa, ほか
    • 雑誌名

      Journal of Computational Science and Technology 3

      ページ: 159-170

    • NAID

      130000105005

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 銅ナノ薄膜を有する微小構造体の疲労強度2012

    • 著者名/発表者名
      澄川貴志
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第87期定時総会講演会
    • 発表場所
      吹田市、関西大学
    • 年月日
      2012-03-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Criterion for crack initiation at the interface edge innano-components2012

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sumigawa and Takayuki Kitamura
    • 学会等名
      Asian Pacific Conference on Fracture and Strength-Mechanics and Materials
    • 発表場所
      Busan(Korea)
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Fatigue and Fracture Criterion in Nano-components2012

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sumigawa, Takahiro Shimada and Takayuki Kitamura
    • 学会等名
      IUTAM Symposium on Advanced Materials Modeling for Structures
    • 発表場所
      Paris(Frace)
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 銅ナノ薄膜を有する微小構造体の疲労強度2012

    • 著者名/発表者名
      澄川貴志, 北村隆行
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第87期定時総会講演会
    • 発表場所
      吹田市
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Evaluation of mechanical properties of nano-component by bending experiment with in-situ TEM observation2011

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sumigawa
    • 学会等名
      The 14th International Symposium on Technology for Next Generation Vehicle
    • 発表場所
      Gwanju (KOREA)
    • 年月日
      2011-11-11
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] In-situ TEM Observation on Fracture of Dissimilar Interface in Nanoscale Component2011

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sumigawa
    • 学会等名
      International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2011 (ATEM'11)
    • 発表場所
      Kobe (Japan)
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 異材界面を有するナノ構造体の変形と破壊2011

    • 著者名/発表者名
      澄川貴志
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2011材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      北九州市、九州工業大学
    • 年月日
      2011-07-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表]2011

    • 著者名/発表者名
      澄川貴志
    • 学会等名
      日本材料学会・第60期学術講演会
    • 発表場所
      吹田市、大阪大学
    • 年月日
      2011-05-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of mechanical properties of nano-component by bending experiment with in-situ TEM observation2011

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sumigawa
    • 学会等名
      The 14thInternational Symposium on Technology for Next Generation Vehicle
    • 発表場所
      Gwanju(KOREA)
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] In-situ TEM Observation on Fracture of Dissimilar Interface in Nanoscale Component2011

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sumigawa, Takuya Nakano and Takayuki Kitamura
    • 学会等名
      International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2011
    • 発表場所
      Kobe JAPAN)
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 異材界面を有するナノ構造体の変形と破壊2011

    • 著者名/発表者名
      岸本光平, 石井義之, 澄川貴志, 北村隆行
    • 学会等名
      日本機械学会M & M2011材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      北九州市
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 結晶塑性を考慮したCu微細接合部の局在ひずみ解析2011

    • 著者名/発表者名
      澄川貴志, 中野拓哉, 北村隆行
    • 学会等名
      日本機械学会M & M2011材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      北九州市
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 銅ナノ薄膜界面における破壊の透過電子顕微鏡その場観察2011

    • 著者名/発表者名
      澄川貴志, 中野拓哉, 北村隆行
    • 学会等名
      日本材料学会・第60期学術講演会
    • 発表場所
      吹田市
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] ナノ領域における動薄膜の疲労2010

    • 著者名/発表者名
      澄川貴志
    • 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
      2010-10-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Governing Mechanical Factor on Interface Crack Initiation in Nanometer-Scale Components2010

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sumigawa
    • 学会等名
      18^<th> European Conference on Fracture
    • 発表場所
      University of Dresden, Germany
    • 年月日
      2010-09-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ナノ領域における銅薄膜の疲労2010

    • 著者名/発表者名
      澄川貴志, 村上直司, 宍戸徹也, 北村隆行
    • 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
      長岡市
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Governing Mechanical Factor on Interface Crack Initiation in Nanometer-Scale Components2010

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sumigawa and Takayuki Kitamura
    • 学会等名
      18th European Conference on Fracture
    • 発表場所
      Dresden(GERMANY)
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] ナノ構造体におけるCu薄膜/Si基板界面中央部からのき裂発生2009

    • 著者名/発表者名
      澄川貴志, ほか
    • 学会等名
      日本機械学会2009年度材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2009-07-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Microscopic Structure on Deformation and Fracture of Materials2009

    • 著者名/発表者名
      T.Sumigawa, ほか
    • 学会等名
      12th International Conference on Fracture
    • 発表場所
      Ottawa, CANADA
    • 年月日
      2009-07-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 微小カンチレバー試験片を用いた20m厚Cu薄膜の弾塑性変形特性評価2009

    • 著者名/発表者名
      澄川貴志, ほか
    • 学会等名
      日本材料学会 第58期学術講演会
    • 発表場所
      松山
    • 年月日
      2009-05-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ナノCu薄膜/Si基板界面端からのはく離き裂発生強度2009

    • 著者名/発表者名
      澄川貴志, 宍戸徹也, 北村隆行
    • 学会等名
      日本機械学会2009年度年次大会学術講演会
    • 発表場所
      盛岡
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2009 実績報告書
  • [学会発表]2009

    • 著者名/発表者名
      澄川貴志, 宍戸徹也, 北村隆行
    • 学会等名
      日本機械学会2009年度材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Deformation and Fracture of Nano-sculptured Thin Film2009

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sumigawa and Takayuki Kitamura
    • 学会等名
      12th ICF2009
    • 発表場所
      Ottawa(CANADA)
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 微小カンチレバー試験片を用いた20 m厚Cu薄膜の弾塑性変形特性評価2009

    • 著者名/発表者名
      澄川貴志, 宍戸徹也, 北村隆行
    • 学会等名
      日本材料学会第58期学術講演会
    • 発表場所
      松山市
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] Mechanical Testing of Nano-Component in TEM, The Transmission Electron Microscope2012

    • 著者名/発表者名
      T. Sumigawa, T. Kitamura
    • 総ページ数
      26
    • 出版者
      InTech
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] Fracture Nanomechanics2011

    • 著者名/発表者名
      T. Kitamura, H. Hirakata, T. Sumigawa, T. Shimada
    • 総ページ数
      297
    • 出版者
      Pan Stanford Publishing Pte. Ltd.
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] Fracture Nanomechanics2011

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sumigawa, et.al
    • 総ページ数
      297
    • 出版者
      Pan Stanford Publishing Pte.Ltd.
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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