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オンチップAFMによる単原子摩擦計測の実現

研究課題

研究課題/領域番号 25630034
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
研究機関東京農工大学

研究代表者

安藤 泰久  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00344169)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード凝着力 / 摩擦力 / MEMS / 静電アクチュエータ / 単結晶シリコン / 接触面積 / 凝縮水 / 温度ドリフト / 摩擦係数 / フォースカーブ / 実効荷重 / 走査速度 / 電流測定 / 動圧効果 / トライボロジー / AFM
研究成果の概要

カンチレバーを3次元マイクロステージ上に直接取り付けたオンチップAFMを用いて最小接触面積での摩擦特性を調べた。FEM解析で、オンチップAFMの温度ドリフトが小さいことを示した。オンチップAFMのステージ変位は、垂直方向に1.1μm、水平方向に1.5μmであった。-22.5nNの負の垂直荷重をSi製のプローブと移動ステージ間に加え、0.1~100 μm/sの走査速度で摩擦力分布を測定した。その結果、摩擦力分布像を得ることに成功し、速度に対して正の傾きを有する平均摩擦力が得られた。摩擦力と垂直荷重の関係を調べたところ、最小の接触面積は、原子数15個に相当する4.5平方nmとなった。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] カンチレバー一体型3次元マイクロステージの開発とトライボロジー計測への応用に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      高原大地, 安藤泰久
    • 学会等名
      第16回 日本機械学会 機素潤滑設計部門講演会
    • 発表場所
      グランディア芳泉(福井県あわら市)
    • 年月日
      2016-04-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of diminishing friction force under ultra-light load using atomic force microscope2015

    • 著者名/発表者名
      Daichi Takahara, Yasuhisa Ando
    • 学会等名
      International Tribology Conference, Tokyo 2015
    • 発表場所
      東京理科大学(葛飾キャンパス)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Measurement of Diminishing Friction Force under Ultra-light Load Using Atomic Force Microscope2015

    • 著者名/発表者名
      Daichi Takahara, Yasuhisa Ando
    • 学会等名
      International Tribology Conference, Tokyo 2015
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都葛飾区)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金属の酸化状態がシラン処理に与える影響の摩擦による評価2014

    • 著者名/発表者名
      川口正進, 福田めぐみ, 安藤泰久
    • 学会等名
      2014年度日本機械学会年次大会
    • 発表場所
      東京電機大学(東京千住キャンパス)
    • 年月日
      2014-09-08
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 3次元マイクロステージを用いた単原子摩擦に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      高原大地, 大谷友基, 安藤泰久
    • 学会等名
      2014年度日本機械学会年次大会
    • 発表場所
      東京電機大学(東京千住キャンパス)
    • 年月日
      2014-09-08
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] カンチレバー一体型3次元マイクロステージの開発2014

    • 著者名/発表者名
      大谷 友基、安藤 泰久
    • 学会等名
      日本機械学会 関東支部第20期総会・講演会
    • 発表場所
      東京農工大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 3次元マイクロステージを用いた単原子摩擦に関する研究

    • 著者名/発表者名
      髙原大地、安藤泰久、大谷友基
    • 学会等名
      関東学生会第49回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      東京農工大学
    • 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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