| 研究概要 |
生体内埋め込みナノアクチュエータ用極薄膜圧電材料創製技術開発に関する成果を以下に示す.
1.第一原理計算に基づく生体適合3元素圧電材料の分子材料設計および圧電特性d_<31>の予測:上辻・上田・仲町はフォノンのソフト化による相転位可能性を検討することができる第一原理計算プログラム(CASTEP)により誘電率および圧電定数d_<33>の予測を行い,昨年度選定したMgSiO_3に加え,MnSiO_3およびCaSiO_3を候補材料として選択した.多結晶圧電薄膜の特性予測のための結晶均質化有限要素解析手法を開発した.
2.ヘリコン波スパッタリング装置によるBio-MEMS用生体適合圧電材料創製技術の開発:仲町・上辻は昨年度に引続き生体適合圧電材料MgSiO_3の結晶方位{111}への配向度を高め良質な結晶構造を成膜することを目指してヘリコン波スパッタ装置による創製条件探索を行った.本年度は中間バッファ層としてイリジウムを採用し,極薄膜の創製に成功した.
3.ESCA・XRD・EBSD・LCR・自作圧電特性計測装置・細胞培養試験装置による生体適合圧電材料の機能評価:仲町・上辻は昨年度に引続き3元素生体適合極薄膜圧電材料MgSiO_3の結晶構造評価および機能評価実験を行った.試験項目は,(1)ESCAによる元素分析,(2)XRD・EBSDによる結晶構造解析,(3)SEM・AFMによる表面性状計測,(4)本科学研究費補助金によって購入した"ダブルビーム圧電評価システム"による圧電特性計測,(5)細胞毒性検査による生体適合性評価実験,であり,上記5項目の評価によりd_<33>=29.8pm/Vの良好な圧電特性を示すことを確認した.
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