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2004 年度 実績報告書

単結晶SiCナノ構造薄膜層がナノサーフェスインテグリティーに及ぼす影響

研究課題

研究課題/領域番号 16206015
研究種目

基盤研究(A)

研究機関東京農工大学

研究代表者

古川 勇二  国立大学法人東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究部, 教授 (10087190)

研究分担者 笹原 弘之  国立大学法人東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究部, 助教授 (00205882)
韓 玉傑  国立大学法人東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究部, 助手 (80372457)
楊 明  東京都立大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90240142)
角田 陽  東京都立大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60224359)
キーワードSic / 薄膜層 / サーフェスインテグリティー / ナノ構造 / エピタキシ / MEMS / インデンテーション / YAGレーザ
研究概要

(1)単結晶SiC薄膜層の形成方法の体系化:Si分子をEBガンないしはヘリコンスパッタにて、他方C分子をアセチレンガスないしはヘリコンスパッタにて供給し、これらの組み合わせにより供給する分子を単分子状態あるいはクラスター状態に変化させ、単結晶Si基板上でエピタキシャル成長させることにより、SiCを単結晶薄膜層化することに成功した。分子供給方法の組み合わせとエピタキシ成長条件により、所望のSiC薄膜を創成する条件を明らかにした。
(2)単結晶SiCナノ構造層の形成方法の体系化:創成した単結晶SiC薄膜層にYAGレーザ応用ナノ構造創成装置により、線幅数nm、深さ数十nmの溝構造化することに成功したが、複雑な形状のナノ構造を創成するには到っていない。
(3)単結晶SiC薄膜層の化学結晶状態と電気特性の明細化:創成した単結晶SiC薄膜層の元素分析を平均値的にはオージェにて、ミクロ的にはエスカにて分析して、SiC薄膜層の形成方法と化学状態との関係を解明し、さらにMEMS機能表面として利用する上での機械的を明らかにした。
(4)ナノサーフェスインテグリティー試験装置の設計・製作:ナノ硬度、耐剥離性を同時に評価できる試験装置を設計・試作し、創成した単結晶SiC薄膜層試料についてナノ硬度、耐剥離性を体系的に整理した。
(5)単結晶SiC薄膜層の表面硬度と耐剥離性に関する理論的検討:母材がSiで薄膜層が単結晶SiCのハイブリッド材料に関する表面硬度と耐剥離性について、その押し込み力に対しては弾塑性力学的に解析可能であること、耐剥離性に対しては母材と薄膜層の物理化学的結合力から解析可能であることを明らかにした。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (6件)

  • [雑誌論文] 分子線エピタキシによるSiC/Si多層薄膜構造の創成と応用2005

    • 著者名/発表者名
      土井光人, 諸貫信行, 角田陽
    • 雑誌名

      精密工学会2005年度春季大会学術講演論文集 2005

      ページ: 103-104

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Nanopillar formation via defect activation and Coulomb explosion initiated by a 355 nm Nd:YAG laser beam2005

    • 著者名/発表者名
      Yujie Han, Yuji Furukawa
    • 雑誌名

      The Annals for Micro and Nano System 2005-6(未定)

  • [雑誌論文] The Effect on Fatigue Life of Residual Stress and Surface Hardness resulting from Different Cutting Conditions of 0.45%C Steel2005

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki SASAHARA
    • 雑誌名

      International Journal of Machine Tools and Manufacture 45,2

      ページ: 131-136

  • [雑誌論文] Effect of Chemical Composition upon Mechanical Properties of Thin Layered Mono-Crystal SiC2004

    • 著者名/発表者名
      A.KAKUTA, Y.FURUKAWA
    • 雑誌名

      Annals of the CIRP 53,No.1

      ページ: 467-470

  • [雑誌論文] Measuring the Fatigue Properties of Thin Films2004

    • 著者名/発表者名
      J.M.CAIRNEY, R.TSUKANO, M.YANG, M.J.HOFFMAN
    • 雑誌名

      Proc.of Thin Films 2004 & Nanotech 2004 2004-1

  • [雑誌論文] Development of the CAE-assisted Nano-indentation Method for the Evaluation of the Anisotropic Mechanical-properties of Thin Films2004

    • 著者名/発表者名
      T.SASAKI, M.YANG, S.FUKUSHIMA.R.TSUKANO
    • 雑誌名

      Journal of Materials Processing Technology 151,No.1-3

      ページ: 263-267

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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