拡張された解析解制御分子動力学による単結晶シリコンのミクロ破壊機構の解明

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20560106
• 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: 生産工学・加工学
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 研究代表者: 稲村 豊四郎 名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60107539)
• 研究分担者: 武澤 伸浩 名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 助教 (50236452)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 分子動力学 / 解析解 / 材料欠陥 / 破壊 / マイクロダイナミックス / ズーミング

研究概要

先在欠陥の無い単結晶シリコンのヘルツ押し込み試験においては、圧子接触部でシリコンのダイヤモンド構造がアモルファス構造に変化し、その際弾性波が周囲に放出される。この弾性波が表面を伝播する際の動的応力と、既に圧子周囲に存在するヘルツの静的引張り応力との重畳により表面の局所的な多結晶化が起こり、そこで交差すべりが起きる際、粒界でボイドが生成される。またシリコンのき裂進展は、進展に伴う動的効果の大小によって、破面の3形態すなわちミラー、ミスト、ハックルが現れる。

研究成果

• [雑誌論文] Mechanism of ring crack initiation in Hertz indentation of monocrystalline silicon analyzed by controlled molecular dynamics (2010)
  • 著者名/発表者名: 稲村豊四郎, 宍倉由記子, 武澤伸浩
  • 雑誌名: CHIP Annals-Manufacturing Technology Vol.59, No.1 ページ: 559-562
  • 査読あり
• [雑誌論文] 解析解制御MDによる単結晶シリコン押し込み時のリングクラック生成メカニズム解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宍倉由記子、武澤伸浩、稲村豊四郎
  • 雑誌名: 精密工学会誌 Vol.76, No.4 ページ: 420-427
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ring crack initiation in micrometer-scale Hertz indentation simulated by controlled molecular dynamics (2010)
  • 著者名/発表者名: 稲村豊四郎, 宍倉由記子, 武澤伸浩
  • 雑誌名: The international journal of nanomanufacturing Vo1.6, No.1 ページ: 12-21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Digital microscope observation of the initial stage of cutting monocrystalline silicon (2009)
  • 著者名/発表者名: 稲村豊四郎, 宍倉由記子, 武澤伸浩
  • 雑誌名: CIRP Annals Manufacturing Technology Vo1.58, No.1 ページ: 69-72
  • 査読あり
• [学会発表] 有限要素解で制御されたMDによる単結晶Siの切削メカニズム解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 宍倉由記子、大久保正慈、伊藤正樹、武澤伸浩、稲村豊四郎
  • 学会等名: 精密工学会
  • 発表場所: 東北大学工学部
  • 年月日: 2008-09-19
• [備考] ホームページ等