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生体埋込MEMS実現に向けた液中疲労試験と無限寿命ステンレスシリコンへの挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 23651137
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 マイクロ・ナノデバイス
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

神谷 庄司  名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (00204628)

連携研究者 泉 隼人  名古屋工業大学, 工学研究科, 助教 (90578337)
研究期間 (年度) 2011 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2012年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2011年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワードシリコン / MEMS / 長期信頼性 / 水 / 環境効果 / NEMS
研究概要

MEMS技術を利用した医療用マイクロマシン等においては、特に生体内での使用を考慮した場合、水中を含む湿潤環境における長期信頼性の評価と向上が大きな問題となる。本研究ではMEMS構造に多用されるシリコンを対象にこれら水中および湿潤環境での強度試験および疲労試験を行い、水分の存在下における強度設計手法と、生体内の環境においても強度や疲労寿命の低下を抑制する方法論の確立とを目指した。液中疲労試験装置を開発し、これを用いて水溶液中におけるシリコンの機械特性を調査するとともに、シリコン内部の結晶欠陥をEBIC(電子線誘起電流)によって観察し、疲労過程における損傷の蓄積と環境との関係を調査した。一方、表面に吸着された水分子から解離した水素が内部に侵入し、機械特性の劣化を引起す可能性が見出されたため、その影響の一端を明らかにする実験をも実施した。さらにこれらを総合して、異なる環境に対する疲労寿命予測モデルの検討を行った。

報告書

(3件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (19件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Effect of hydrogen on mechanical properties of single crystal surface2013

    • 著者名/発表者名
      H. Izumi, R. Mukaiyama, N. Shishido, S. Kamiya
    • 雑誌名

      ASME InterPACK 2013

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic properties of dislocations introduced mechanically at room temperature on single crystal silicon surface2012

    • 著者名/発表者名
      M. Ogawa, S. Kamiya, H. Izumi, Y. Tokuda
    • 雑誌名

      Physica B

      巻: 407 ページ: 3034-4037

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic properties of dislocations infroduced mechanically at room temperature on a single crystal silicon substrate2012

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Ogawa, Shoji Kamiya, Hayato Izumi, Yutaka Tokuda
    • 雑誌名

      Physica B

      巻: 407

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Effect of hydrogen on mechanical properties of single crystal surface2013

    • 著者名/発表者名
      H. Izumi, R. Mukaiyama, N. Shishido, S. Kamiya
    • 学会等名
      ASME International Technical Conference & Exhibition Packaging and Integration of Electronic and Photonic Microsystems (InterPACK 2013)
    • 発表場所
      Burlingame, USA
    • 年月日
      2013-07-20
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Direct observation of damage accumulation process inside silicon under mechanical fatigue loading2013

    • 著者名/発表者名
      S. Kamiya, R. Hirai, H. Izumi, N. Umehara, T. Tokoroyama
    • 学会等名
      The 17th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (Transducers 2013)
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2013-06-20
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 電子線誘起電流を用いた圧縮応力下におけるシリコンの疲労損傷の観察2013

    • 著者名/発表者名
      喜多俊文、神谷庄司、泉隼人、梅原徳次、野老山貴行、Ve Le Huy、小川将史
    • 学会等名
      日本機械学会東海支部第62期総会講演会
    • 発表場所
      津市
    • 年月日
      2013-03-19
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 電子線誘起電流を用いた圧縮応力下におけるシリコンの疲労損傷の観察2013

    • 著者名/発表者名
      喜多俊文、神谷庄司、泉隼人、梅原徳次、野老山貴行、Vu Le Huy、小川将史
    • 学会等名
      日本機械学会東海支部第62期総会講演会
    • 発表場所
      Tsu, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 単結晶シリコンの塑性特性における吸蔵水素の影響2013

    • 著者名/発表者名
      向山諒太、泉隼人、宍戸信之、神谷庄司
    • 学会等名
      日本機械学会東海支部第62期総会講演会
    • 発表場所
      Tsu, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 異なる疲労機構に基づくシリコン微小構造物の寿命評価モデルの比較2012

    • 著者名/発表者名
      平川創、泉隼人、生津資大、神谷庄司
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2012カンファレンス
    • 発表場所
      松山市
    • 年月日
      2012-09-22
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 単結晶シリコン薄膜の破壊挙動に及ぼす水と温度の影響の評価2012

    • 著者名/発表者名
      イスラムエムデイワヘドウル、泉隼人、小川将史、神谷庄司
    • 学会等名
      日本機械学会2012年度年次大会
    • 発表場所
      金沢市
    • 年月日
      2012-09-10
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 単結晶シリコンの塑性特性における吸蔵水素の影響2012

    • 著者名/発表者名
      向山諒太、泉隼人、宍戸信之、神谷庄司
    • 学会等名
      日本機械学会東海支部第62期総会講演会
    • 発表場所
      津市
    • 年月日
      2012-03-19
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 電子線誘起電流によるシリコンの疲労過程の微視観察2012

    • 著者名/発表者名
      平井隆太郎、神谷庄司、泉隼人、梅原徳次
    • 学会等名
      日本機械学会年東海支部第61期総会講演会
    • 発表場所
      名古屋市
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 単結晶シリコン薄膜の破壊挙動に及ぼす水と温度の影響の評価2012

    • 著者名/発表者名
      イスラムエムディワヘドゥル、泉隼人、小川将史、神谷庄司
    • 学会等名
      日本機械学会2012年度年次大会
    • 発表場所
      Kanazawa, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 異なる疲労機構に基づくシリコン微小構造物の寿命評価モデルの比較2012

    • 著者名/発表者名
      平川 創、泉隼人、生津資大、神谷庄司
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2012カンファレンス
    • 発表場所
      Matsuyama, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 電子線誘起電流によるシリコンの疲労過程の微視観察2012

    • 著者名/発表者名
      平井隆太郎,神谷庄司,泉隼人,梅原徳次
    • 学会等名
      日本機械学会東海支部第61期総会講演会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(愛知県)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Fracture behavior of silicon thin film under liquid water2011

    • 著者名/発表者名
      H. Izumi, Y-C. Cheng, M. Ishikawa, S. Kamiya, M-T. Lin
    • 学会等名
      International Conference on Electronics Materials and Packaging (EMAP)
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2011-12-14
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Evaluation and comparison of fracture behavior of silicon thin films under various environmental conditions2011

    • 著者名/発表者名
      Y-C. Cheng, H. Izumi, M. Ishikawa, S. Kamiya, M-T. Lin
    • 学会等名
      The Japanese Society for Experimental Mechanics
    • 発表場所
      Nara
    • 年月日
      2011-08-30
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Electronic properties of dislocations introduced mechanically at room temperature on single crystal silicon surface2011

    • 著者名/発表者名
      M. Ogawa, S. Kamiya, H. Izumi, Y. Tokuda
    • 学会等名
      26th International Conference on Defects in Semiconductor (ICDS)
    • 発表場所
      New Zealand
    • 年月日
      2011-07-21
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Electronic properties of dislocations introduced mechanically at room temperature on single crystal silicon surface2011

    • 著者名/発表者名
      M. Ogawa, S. Kamiya, H. Izumi, Y. Tokuda
    • 学会等名
      26th International Conference on Defects in Semiconductors
    • 発表場所
      Rutherford Hotel(ニュージーランド)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluation and comparison of fracture behavior of silicon thin films under various environmental conditions2011

    • 著者名/発表者名
      H. Izumi, Y-C. Cheng, M. Ishikawa, S. Kamiya, M-T. Lin
    • 学会等名
      日本実験力学学会2011年度年次講演会
    • 発表場所
      奈良県文化会館(奈良県)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Fracture behavior of silicon thin film under liquid water2011

    • 著者名/発表者名
      H. Izumi, Y-C. Cheng, M. Ishikawa, S. Kamiya, M-T. Lin
    • 学会等名
      The 13th International Conference on Electronics Materials and Pachaging (EMAP2011)
    • 発表場所
      京都ガーデンパレス(京都府)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Electronic sensing of mechanical damage on a single crystal silicon surface2011

    • 著者名/発表者名
      M. Ogawa, S. Kamiya, H. Izumi, Y. Tokuda
    • 学会等名
      マイクロ・ナノ工学国際ワークショップ
    • 発表場所
      京都大学桂キャンパス(京都府)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://microsystemreliability.web.nitech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書

URL: 

公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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