Alの陽極酸化皮膜を利用する磁性体の超高アスペクト比微細加工と磁気マイクロマシン

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12450129
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 山崎 二郎 九州工業大学, 工学部, 教授 (40108668)
• 研究分担者: 竹澤 昌晃 九州工業大学, 工学部, 助手 (20312671) ; 本田 崇 九州工業大学, 工学部, 助教授 (70295004)
• キーワード: 陽極酸化 / 微細加工 / 高アスペクト比 / 磁気マイクロマシン / 磁歪振動 / マイクロモータ

研究概要

本研究の目的は、陽極酸化アルミナ皮膜を利用した磁性体の超高アスペクト比微細加工技術の確立、世界最小直径の磁歪振動マイクロモータの実現とその医用応用を開拓することである。
微細孔を有するアルミナ皮膜は機械的に非常に堅牢ある。厚膜にしても殆ど機械的歪みを生じないため、厚膜レジストとして非常に適した機械的性質を持っている。陽極酸化浴の温度、組成、Phをコンピュータ制御して長時間一定に保つことで、300μm厚みの均一なアルミナ皮膜を得た。水素を発生させることによりバリア層面からアルミナ皮膜を基板から剥離し、静水圧を利用してポアにエッチング液を流通することで、サイドエッチが小さいアスペクト比60の微細孔を得た。これを磁性体でメッキ充填することで反磁界が殆ど無視できるナノワイヤの作製に成功した。
直径100μmの高アスペクト比アモルファスワイヤの磁歪に起因する磁気弾性共鳴の共鳴姿態を考察し、ワイヤの共鳴運動を阻害しない回転機構造を採用することで、3000rpmの高速回転マイクロモータを実現した。更に、高速回転の減速機構を考察して高トルク化を実現した。このマイクロモータは横置き型でも高速回転が可能であり、水中でも回転可能であることを確認した。これにより本マイクロモータはカテーテルや医用マイクロポンプヘの応用が期待される。

研究成果

• [文献書誌] 杉野, 本田, 山崎: "巨大ジャイロ磁気効果マイクロモータ"日本応用磁気学会誌. 24・4-2. 983-987 (2000)
• [文献書誌] 丸野, 本田, 山崎: "摩擦駆動型マイクロモータの特性改善"日本応用磁気学会誌. 24・4-2. 979-982 (2000)
• [文献書誌] 本田, 坂下, 楢橋, 山崎: "屈曲型磁気マイクロマシンの泳動特性"日本応用磁気学会誌. 25・4-2. 1175-1178 (2001)
• [文献書誌] T.Sugino, M.Takezawa., J.Yamasaki: "Basic Load Characteristics of magnetostrictive Amorphous Wire Micro-Moter"IEEE Trans., Magn.. 37・4. 2871-2873 (2001)
• [文献書誌] 近藤, 本田, 山崎, 石井: "外部磁界で駆動可能な体内埋め込み型マイクロポンプの試作"日本応用磁気学会誌. 26・4-2. (2002)