非線形性の発現・操作によるナノ・マイクロマシーンの高性能・高機能化に関する研究

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19560225
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械力学・制御
• 研究機関: 慶應義塾大学 (2008-2009); 筑波大学 (2007)
• 研究代表者: 藪野 浩司 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (60241791)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: 非線形力学 / 原子間力顕微鏡 / 分岐現象 / 分岐制御 / 非線形制御

研究概要

近年,ナノマイクロマシーン技術が注目され,これまでにないセンサーやアクチュエータの開発が進み,幅広い分野でその利用が期待されている.本研究ではナノマイクロマシーンの重要な基本要素の一つであるカンチレバー(片持ち梁)の特性をコントロールする手法を提案した.このときカンチレバー自体が持つ非線形性によるダイナミクスへの影響やその非線形特性の積極的な利用により,カンチレバーの高機能化(たとえば振幅を自在に制御すること)が可能であることを理論的並びに実験的に明らかにした.

研究成果

• [雑誌論文] Amplitude Control in a van der Pol-Type Self-excited AFM Microcantilever (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Kuroda, H. Yabuno, K. Hayashi, K. Ashida
  • 雑誌名: Journal of System Design and Dynamics 40577 ページ: 886-897
  • 査読あり
• [雑誌論文] 積分制御によるvan de Pol型自励発振カンチレバー
  • 著者名/発表者名: 東祐司, 藪野浩司, 黒田雅治, 西村健太郎
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集C編 76-765 ページ: 1346-1352
• [学会発表] Development of van der Pol-type Self-excited FM-AFM (vdP-AFM) (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Kuroda, H. Yabuno, T. Someya, R. Kokawa, M. Ohta
  • 学会等名: International Workshop on Advanced Atomic Force Microscopy Techniques Karlsruhe Institute of Technology (Campus North)
  • 発表場所: Germany
  • 年月日: 2010-03-01
• [学会発表] ファンデルポール型自励発振方式FM-AFMによる液中観察 (2009)
  • 著者名/発表者名: 黒田雅治, 染谷貴司, 藪野浩司
  • 学会等名: 本機械学会2009年度年次大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] Noncontact observation in liquid with van der Pol-type FM-AFM (2009)
  • 著者名/発表者名: 黒田雅治, 藪野浩司, 染谷貴司, 粉川良平, 大田昌弘
  • 学会等名: 12th International Conference on Noncontact Atomic Force Microscopy (NC-AFM 2009)
  • 発表場所: Yale Univ. (New Haven)
  • 年月日: 2009-08-12
• [学会発表] Amplitude reduction of self-excited micro-cantilever probe of atomic force microscope (2008)
  • 著者名/発表者名: H. YABUNO, M. Kuroda, K. Ashida, T. Kobayashi
  • 学会等名: XXII ICATM, Adelaide
  • 発表場所: Australia
  • 年月日: 2008-08-29
• [産業財産権] 粘度の測定方法 (2010)
  • 発明者名: 藪野浩司, 黒田雅治
  • 権利者名: 慶應義塾大学,産業技術総合研究所
  • 産業財産権番号: 特許・特願2010-008402
  • 出願年月日: 2010-01-18
• [産業財産権] カンチレバー装置およびカンチレバー制御方法 (2009)
  • 発明者名: 藪野浩司, 黒田雅治
  • 権利者名: 筑波大学,産業技術総合研究所
  • 産業財産権番号: 特許・特願2008-299838
  • 出願年月日: 2009-11-25