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量子電磁気力を利用したマイクロメカニズムの固着防止

研究課題

研究課題/領域番号 25390117
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 応用物理学一般
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

乾 徳夫  兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (70275311)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2013年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードカシミール効果 / カシミール力 / 固着 / 浮揚 / ブラウン運動 / 力計測 / グラフェン / コロイド / 表面間力 / 単一粒子計測 / 量子電磁気学 / ナノ粒子 / 界面 / 熱揺らぎ / 量子電磁気
研究成果の概要

微小な部品が密集するマイクロメカニズムでは,部品間の固着により機能が停止する.その要因となる力として真空の電磁場が量子的にゆらぎことで生じるカシミール力が挙げられる.通常,カシミール力は引力であるが,特別な条件を満たす場合は斥力になり得る.そこで,本研究ではこのカシミール斥力で物体を浮揚させることにより,固着の防止と摩擦の低減が実現できることを示した.具体的には,気液界面近傍に存在する金属粒子に作用するカシミール斥力を理論的に解析し,その応用として懸垂液滴に捕獲された単一微粒子の質量計測を行った.

報告書

(5件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2017 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 謝辞記載あり 8件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Mean distance of two Brownian particles trapped in a suspended droplet and its dependence on the Debye length2017

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Goto, Shinya Sakata, Kousuke Moritani, and Norio Inui
    • 雑誌名

      Physica A

      巻: 466 ページ: 511-520

    • DOI

      10.1016/j.physa.2016.09.037

    • NAID

      130006711078

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Interaction Energy between Graphene and a Silicon Substrate Using Pairwise Summation of the Lennard-Jones Potential2017

    • 著者名/発表者名
      Norio Inui and Sho Iwasaki
    • 雑誌名

      e-Journal of Surface Science and Nanotechnology

      巻: 15 号: 0 ページ: 40-49

    • DOI

      10.1380/ejssnt.2017.40

    • NAID

      130005574227

    • ISSN
      1348-0391
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Interaction force between ultrathin multilayer films induced by quantum fluctuations2017

    • 著者名/発表者名
      Norio Inui
    • 雑誌名

      Thin Solid Films

      巻: -

    • NAID

      130007508249

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Casimir effect on graphene resonator2016

    • 著者名/発表者名
      Norio Inui
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 119 号: 10 ページ: 1045021-1045027

    • DOI

      10.1063/1.4943588

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Weighing a Single Brownian Particle in a Droplet2015

    • 著者名/発表者名
      Junya Tamura, Masaaki Hasegawa, Kosuke Goto, Kozo Mochiji,Kousuke Moritani, and Norio Inui
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 84 号: 8 ページ: 084001-6

    • DOI

      10.7566/jpsj.84.084001

    • NAID

      210000133637

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Thermal Fluctuations of a Metal Disk Levitated by the Casimir Force above a Liquid-Liquid Interface2015

    • 著者名/発表者名
      Norio Inui and Kosuke Goto
    • 雑誌名

      Journal Physical Society of Japan

      巻: 84 号: 4 ページ: 044007-044007

    • DOI

      10.7566/jpsj.84.044007

    • NAID

      40020425881

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Levitation of a metallic sphere near gas-liquid and liquid-liquid interfaces2014

    • 著者名/発表者名
      Norio Inui
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 89 号: 6

    • DOI

      10.1103/physreva.89.062506

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Roughness Dependence of the Casimir Force between Fractal Surfaces2014

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Goto, Kozo Mochiji, Kousuke Moritani, and Norio Inui
    • 雑誌名

      e-Journal of Surface Science and Nanotechnology

      巻: 12 号: 0 ページ: 313-321

    • DOI

      10.1380/ejssnt.2014.313

    • NAID

      130004438897

    • ISSN
      1348-0391
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Diffusion constant of a gold particle levitated by a repulsive Casimir force near a silica plate immersed in bromobenzene2013

    • 著者名/発表者名
      Norio Inui and Kosuke Goto
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 82 号: 11 ページ: 114003-114003

    • DOI

      10.7566/jpsj.82.114003

    • NAID

      40019871339

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal fluctuations and stability of a particle levitated by a repulsive Casimir force in a liquid2013

    • 著者名/発表者名
      Norio Inui and Kosuke Goto
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 88 号: 5

    • DOI

      10.1103/physreve.88.052133

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 懸垂液滴中に捕獲された二体金粒子間距離のデバイ長依存性2017

    • 著者名/発表者名
      乾 徳夫
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Van der Waals Interaction between a Graphene Sheet and Silicon Dioxide Substrate Using Pairwise Summation of the Lennard-Jones Potential2017

    • 著者名/発表者名
      Shou Iwasaki and Norio Inui
    • 学会等名
      Symposium on Surface Science & Nanotechnology -25th Anniversary of SSSJ Kansai
    • 発表場所
      Kyoto(Japan)
    • 年月日
      2017-01-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カシミール効果による自立グラフェンの変形2016

    • 著者名/発表者名
      乾 徳夫
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Mass measurement of single nanoparticle by trapping in water droplet2016

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Goto, Kousuke Moritani, and Norio Inui
    • 学会等名
      IEEE NANO 2016, 16th International Conference on Nanotechnology
    • 発表場所
      Sendai(Japan)
    • 年月日
      2016-08-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 懸垂水滴内に捕獲された単一金粒子の質量測定2016

    • 著者名/発表者名
      乾徳夫, 田村純也, 長谷川雅章, 後藤宏介, 持地広造, 盛谷浩右
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(仙台市)
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Mass measurement of a single particle trapped in a water droplet2016

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Goto, Kousuke Moritani, and Norio Inui
    • 学会等名
      The Scientific International Symposium on SIMS and Related Techniques Based on Ion-Solid Interactions 18
    • 発表場所
      Tokyo(Japan)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 液滴表面をブラウン運動する微粒子の質量推定2015

    • 著者名/発表者名
      田村 純也, 長谷川 雅章, 後藤 宏介, 持地 広造, 盛谷 浩右, 乾 徳夫
    • 学会等名
      表面科学学術講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(つくば市)
    • 年月日
      2015-12-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Optical mass measurement of a single particle trapped in a suspended droplet2015

    • 著者名/発表者名
      N. Inui, J. Tamura, M. Hasegawa, K. Goto, K. Mochiji, and K. Moritani
    • 学会等名
      The 6thAsian Particle Technology Symposium
    • 発表場所
      Coex(Korea)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ブラウン運動を利用した微粒子の質量推定2015

    • 著者名/発表者名
      田村 純也,長谷川 雅章,後藤 宏介,持地 広造,盛谷 浩右,乾 徳夫
    • 学会等名
      第76回応用物理学会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] カシミール斥力により液液界面近傍で浮揚する金属円板の熱揺らぎ2015

    • 著者名/発表者名
      乾 徳夫
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 液液界面近傍における金粒子のカシミール斥力による浮揚2014

    • 著者名/発表者名
      乾 徳夫
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学春日井キャンパス(愛知県春日部市)
    • 年月日
      2014-09-06 – 2014-09-08
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Thermal fluctuations and stability of a metallic particle levitated by the Casimir effect near a solid-liquid interface2014

    • 著者名/発表者名
      Norio Inui
    • 学会等名
      SigmaPhi2014 - International Conference on Statistical Physics 2014
    • 発表場所
      Rhodos(Greece)
    • 年月日
      2014-07-06 – 2014-07-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] フラクタル表面間に作用するカシミール力の間隔依存性2014

    • 著者名/発表者名
      後藤 宏介,持地 広造,盛谷 浩右,乾 徳夫
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学相模原キャンパス(相模原市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] カシミール力が作用している傾斜平板の安定性2013

    • 著者名/発表者名
      乾徳夫,久代剛士,盛谷浩右,持地広造
    • 学会等名
      2013年日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] カシミール斥力で液中に浮揚している金粒子の浮揚距離と拡散係数2013

    • 著者名/発表者名
      乾 徳夫,後藤宏介
    • 学会等名
      2013年真空・表面科学合同講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(つくば市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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