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計算科学シミュレーションを活用した化学機械研磨用スラリーの理論的設計

研究課題

研究課題/領域番号 26820029
研究種目

若手研究(B)

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
研究機関東北大学

研究代表者

尾澤 伸樹  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (60437366)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016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)
2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード化学機械研磨 / 第一原理計算 / 分子動力学法 / 量子化学 / メカノケミカル反応
研究成果の概要

ガラスの化学機械研磨に用いられる酸化セリウムの使用量低減に貢献するため、酸化セリウム砥粒に対する新規代替砥粒及び代替砥粒を水に溶かしたスラリーの研磨性能を向上させる分散剤の計算科学シミュレーションを活用した設計手法の確立を目標とした。TiO2(110)上におけるCeO2クラスターの電子状態を第一原理計算で計算した結果、バルク状態のCeO2と比較して低価数となることが明らかにされた。これはガラスに対してより高い化学反応活性を有することを示す。また、ポリアクリル酸といった分散剤及びLa固溶CeO2やSrFeO3砥粒が溶解したスラリー中における分散状態の分子動力学シミュレーションに成功した。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Atomistic Mechanisms of Chemical Mechanical Polishing of a Cu Surface in Aqueous H2O2: Tight-Binding Quantum Chemical Molecular Dynamics Simulations2016

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Kawaguchi, Hiroshi Ito, Takuya Kuwahara, Yuji Higuchi, Nobuki Ozawa, and Momoji Kubo
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: - 号: 18 ページ: 11830-11841

    • DOI

      10.1021/acsami.5b11910

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 計算科学手法を用いた GaN CMP における砥粒-基板間の化学反応機構の検討2017

    • 著者名/発表者名
      五十嵐拓也, 河口健太郎, 大谷優介, 樋口祐次, 尾澤伸樹, 久保百司
    • 学会等名
      精密工学会2017年度春季大会
    • 発表場所
      慶応義塾大学、横浜
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] First-principles Calculations of High Efficiency Abrasive Grain for GaN Chemical Mechanical Polishing2017

    • 著者名/発表者名
      Takuya Igarashi, Kentaro Kawaguchi, Yusuke Ootani, Takeshi Nishimatsu, Yuji Higuchi, Nobuki Ozawa, and Momoji Kubo
    • 学会等名
      41st International Conference and Expo on Advanced Ceramics and Composites
    • 発表場所
      Hilton Daytona Beach Resort and Ocean Center, Daytona Beach, Florida, USA
    • 年月日
      2017-01-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Polishing Simulation of Gallium Nitride Substrate Assisted by Chemical Reactions with Hydroxyl Radicals2017

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Kawaguchi, Yusuke Ootani, Takeshi Nishimatsu, Yuji Higuchi, Nobuki Ozawa, and Momoji Kubo
    • 学会等名
      41st International Conference and Expo on Advanced Ceramics and Composites
    • 発表場所
      Hilton Daytona Beach Resort and Ocean Center, Daytona Beach, Florida, USA
    • 年月日
      2017-01-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 計算科学手法を用いたGaN CMPにおいて高い化学反応活性を有する研磨砥粒の検討2016

    • 著者名/発表者名
      五十嵐拓也, 河口健太郎, 大谷優介, 西松毅, 樋口祐次, 尾澤伸樹, 久保百司
    • 学会等名
      2016年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      茨城大学、水戸
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 量子分子動力学シミュレーションによる単結晶ダイヤモンド基板研磨プロセスの検討2016

    • 著者名/発表者名
      河口健太郎、樋口祐次、尾澤伸樹、久保百司
    • 学会等名
      2016年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 発表場所
      東京理科大学野田キャンパス、千葉
    • 年月日
      2016-03-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Chemical Reactions at Friction Interface during Chemical Mechanical Polishing of Gallium Nitride Assisted by OH Radicals2015

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Kawaguchi, Yuji Higuchi, Nobuki Ozawa, and Momoji Kubo
    • 学会等名
      51st Symposium on Theoretical Chemisty
    • 発表場所
      University of Potsdam, Potsdam, Germany
    • 年月日
      2015-09-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Atomic-Scale Removal Mechanisms during Chemical Mechanical Polishing of Gallium Nitride Assisted by OH Radicals: Computational Chemistry Approach2015

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Kawaguchi, Yuji Higuchi, Nobuki Ozawa, and Momoji Kubo
    • 学会等名
      1st European Conference on Physical and Theoretical Chemistry
    • 発表場所
      Monastero dei Benedettini University of Catania, Catania, Italy
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 量子化学計算を用いたGaNCMPにおけるOH ラジカルの量が化学反応および研磨プロセスに及ぼす影響の解明2015

    • 著者名/発表者名
      河口健太郎、樋口祐次、尾澤伸樹、久保百司
    • 学会等名
      2015年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      東北大学、川内北キャンパス
    • 年月日
      2015-09-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 分子動力学法による使用済みガラス研磨用セリア砥粒の再生シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      尾澤伸樹、周康、河口健太郎、樋口祐次、久保百司
    • 学会等名
      精密工学会2015年度春季大会
    • 発表場所
      東洋大学白川キャンパス、東京
    • 年月日
      2015-03-17 – 2015-03-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Chemical Mechanical Properties of Perovskite Oxide Abrasive Grain: First-Principles Approach2014

    • 著者名/発表者名
      Nobuki Ozawa, Yuji Higuchi, Momoji Kubo
    • 学会等名
      International conference on Planarization/CMP Technology 2014
    • 発表場所
      Kobe International Conference Center, Kobe, Japan
    • 年月日
      2014-11-19 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 計算科学シミュレーションによるシリを用いたα-Al2O3基板の化学機械研磨プロセスの検討カ砥粒2014

    • 著者名/発表者名
      尾澤伸樹、會澤豪大、河口健太郎、樋口祐次、久保百司
    • 学会等名
      精密工学会2014年度秋季大会
    • 発表場所
      鳥取大学鳥取キャンパス、鳥取
    • 年月日
      2014-09-16 – 2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [図書] Physics of Surface, Interface and Cluster Catalysis2016

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Kasai, Mary Clare Sison Escano, Pedrag Lazic, Yuji Kunisada, Matthew T Darby, Simone Piccinin, Michail Stamataki, Nobuki Ozawa, Hiroshi Nakanishi
    • 出版者
      IOP Publishing
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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