インプランタブル圧電薄膜アクチュエータ創製のためのトリプルスケール解析法の開発

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19760080
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 大阪工業大学
• 研究代表者: 上辻 靖智 大阪工業大学, 工学部, 准教授 (00340604)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: 材料設計 / プロセス・物性・評価 / マルチスケール解析 / 第一原理計算

研究概要

インプランタブル圧電薄膜アクチュエータの創製を目的として,ペロブスカイト型化合物に対して第一原理計算に基づいた新規圧電材料の探索および機能評価を実施した.その結果、シリコン酸マグネシウムが正方晶構造において良好な圧電特性を発現し,新しい生体適合圧電材料になり得ることを示唆できた.一方,圧電薄膜の創製支援を目的として,第一原理計算とマルチスケール有限要素解析を統合したトリプルスケール解析法を開発した.シリコン酸マグネシウムに適用して,結晶成長性および巨視圧電特性に優れる最良な基板としてクロム基板(110)面が有力であることを明らかにした.

研究成果

• [雑誌論文] 第一原理計算に基づく生体適合無鉛圧電結晶構造解析と機能評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 上辻靖智, 黄輝心, 槌谷和義, 仲町英治
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(A編) Vol.75 ページ: 7-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] 生体適合圧電薄膜に対する第一原理援用トリプルスケール解析の提案 (2008)
  • 著者名/発表者名: 上辻靖智, 黄輝心, 坂田誠一郎, 槌谷和義, 仲町英治
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(A編) Vol.74 ページ: 1405-1410
  • 査読あり
• [雑誌論文] 第一原理計算によるエピタキシャル圧電薄膜の結晶成長予測法の提案 (2008)
  • 著者名/発表者名: 上辻靖智, 黄輝心, 坂田誠一郎, 槌谷和義, 仲町英治
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(A編) Vol.74 ページ: 763-769
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimization of Crystal Microstructure in Piezoelectric Ceramics by Multiscale Finite Element Analysis (2008)
  • 著者名/発表者名: Yasutomo UETSUJI, Mitsuteru HORIO, Kazuyoshi TSUCHIYA
  • 雑誌名: Acta Materialia Vol.56 ページ: 1991-2002
  • 査読あり
• [学会発表] 第一原理計算によるペロブスカイト型酸化物の構造・機能評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 福田康人, 槌谷和義, 上辻靖智
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2009材料力学部門講演会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2009-07-26
• [学会発表] Crystal Microstructure Design of Piezoelectric Materials by Multiscale Finite Element Analysis (2008)
  • 著者名/発表者名: Yasutomo UETSUJI
  • 学会等名: XXII International Congress of Theoretical and Applied Mechanics
  • 発表場所: オーストラリア・アデレード
  • 年月日: 2008-08-28
• [学会発表] 新規生体適合圧電薄膜創製のための第一原理トリプルスケール解析手法の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 黄輝心, 上辻靖智, 槌谷和義, 仲町英治
  • 学会等名: 日本機械学会2008年度年次大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2008-08-05
• [学会発表] 第一原理計算によるペロブスカイト型酸化物における新規生体適合圧電材料の探索 (2008)
  • 著者名/発表者名: 福田康人, 槌谷和義, 上辻靖智
  • 学会等名: 日本機械学会2008年度年次大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2008-08-05
• [学会発表] Optimization of Crystal Microstructure in Piezoelectric Materials by Multiscale Finite Element Analysis (2008)
  • 著者名/発表者名: Yasutomo UETSUJI
  • 学会等名: The 8th World Congress on Computational Mechanics
  • 発表場所: イタリア・ベニス
  • 年月日: 2008-07-04
• [学会発表] エピタキシャル成長圧電薄膜のマルチスケール解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 黄輝心, 上辻靖智, 仲町英治
  • 学会等名: 日本機械学会第20回計算力学講演会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2007-11-27
• [学会発表] 新規生体適合圧電材料創製のための結晶成長予測法の提案 (2007)
  • 著者名/発表者名: 上辻靖智, 黄輝心, 槌谷和義, 仲町英治
  • 学会等名: 日本機械学会2007年度年次大会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2007-09-10