研究課題
本研究では、まずマイクロ/ナノシステム等に使用する可能性が高いSi単結晶を試料として、AFMを用いて微小荷重で引掻き加工を行い、加工形状や微構造変化を透過型電子顕微鏡(TEM)等を用いて解明し、加工プロセスを推定した。特に、これまで未解明なアモルファス相の挙動や、転位の生成成長過程等の詳細な構造変化とともに、加工に伴う表面の機械的性質の変化を明らかにすることができた。以下がSi単結晶の微細加工に関する主な成果である。(1)AFMを用いた微小荷重の引掻き加工では、加工の進展に伴い加工深さが増大し、しだいに加工粉が表面に生じてくる。(2)AFM加工により、Si単結晶中に大きな歪みと微細な転位が多数導入され、加工表面の一部はアモルファス化し、そのアモルファス相の量は加工の進展に伴い増加する。さらに加工が進展すると歪みは小さくなり、転位はサイズが増大し、アモルファス相は表面から剥離して減少していく。次に、SiC単結晶を試料として同様にAFMを用いて微小荷重で引掻き加工を行い、その加工形状や微構造変化を解明し、Si単結晶の場合と比較した。以下が本研究で得られたSiC単結晶の微細加工に関する主な成果である。(1)Si単結晶と同様に、SiC単結晶でもAFM加工の進展に伴い加工深さが増大するが、加工深さはSi単結晶よりも浅い。これはSiC単結晶の高硬度に起因するものと考えられえる。(2)ダイヤモンド構造を持つSi単結晶では転位は(111)容易すべり面に生じるが、最密六方構造を持つSiC単結晶では(0001)容易すべり面に観察されるだけではなく、その他の結晶面にも見られ、複雑な変形過程となる。
すべて 2008 2007
すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件)
Materials Transactions Vol.49, No.6
ページ: 1298-1302
精密工学会誌 73巻10号
ページ: 1149-1153
