| 研究概要 |
超高真空の表面分析装置内における固体間凝着力計測システムに組み込むことのできる,超高真空対応荷重システムを設計・試作した.ピエゾ素子を用いることにより,従来出来なかった荷重及び変位の制御が可能であるようなシステムとなった.さらに,それを制御する為のシステムも設計・試作した.具体的にはAT互換PCにAD変換ボードとDA変換ボードを搭載し,visualC++を用いて,汎用性の高いプログラムを作成した.
理論的な面では凝着力を利用した可逆接合による接合面の強度等を見積もるため,多原子系のエネルギー計算法として埋め込み原子法(EAM)理論の検討も平行して行った.従来のEAMは表面やクラスターに対して正しい計算がされない新たな場合が有る事を示し,その問題点を克服する方法について検討した.新しい二量体参照と言う概念を導入する事で,大規模系への適応性を高めたEAMの可能性を検討した.
一方,高剛性化した力計測メカニズムの検討も行った.無次元化剛性で従来で一番剛性の高いシステムを構築する事ができた.それを用いた固体間凝着力計測によりフォースカーブを計測し,従来より行ってきた理論を用いて解釈する事ができた.これに加え,境界要素法を用いた静電力解析により,接合と分離が可能な条件を予測し,実験的に検討を行った.大きさが20μm程度の物体であるが,微小体の着脱が可能で有ることを実験的に示す事ができた.また着脱条件の電圧依存性や物体間距離依存性が,今までの理論的検討による予測と一致する事を示し,研究成果の有用性を示した.
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