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ナノチューブを用いた次世代3次元ピコインデンターチップに関する研究

使用纳米管的下一代 3D pico denter 芯片的研究

基本信息

批准号：
16656079
负责人：
高偉
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、カーボンナノチューブなどのインデンターの先端をXYZ3次元的に超精密に制御し,インデンテーションをすることによって3次元ナノ構造体などの局所的な機械的特性を計測できる超小型ピコインデンターチップ装置を提案する.本年度では、昨年度提案したインデンテーション機構の装置化及びインデンテーション実験を行った.インデンテーション装置はインデンター部と試料支持部で構成される.インデンター部の3軸PZTアクチュエータにインデンターを取り付ける.試料支持部のレバーで試料を保持する.試料がインデンター部のZ軸PZTによって押し込まれると試料保持レバーがたわみ,そのたわみ量を静電容量型変位センサで計測する.PZTの押し込み量とレバーのたわみ量との差を取ることによって,インデンテーション深さを求める.また,レバーの弾性係数とたわみ量からインデンテーション力を計算する.試作した装置の基本特性を実験で調べた結果,インデンテーション深さとインデンテーション力の範囲はそれぞれ0.1nm〜6μm,0.2μN〜13mNとなっていることが分かった.また,120秒間のインデンテーション深さ及びインデンテーション力の安定性はそれぞれ5nmと10μNとなっていることを確認した.さらに,3次元微細構造の局所的な機械特性を調べる目的で,走査型電子顕微鏡でのインデンテーション実験も行った.走査電子顕微鏡を用いて特定した位置にインデンテーションを行った.位置決めの分解能は0.1μmオーダであった.試料にはLSIなどの配線で用いられているアルミを用いた.本装置でインデンテーションをして得たインデンテーション深さ及びインデンテーション力のデータからアルミ試料のマイクロハードネスを計算した.カタログ値に近い値が得られたことから本研究で開発したインデンテーション装置の有効性を確認した.

In this study, we propose a new ultra-compact ultra-precision control device for measuring the mechanical properties of three-dimensional structures. This year's proposal is the first of its kind to be implemented. The sample support unit is composed of the sample support unit and the sample control unit. The 3-axis PZT in the digital part of the digital part. Sample support unit is responsible for sample retention. Z-axis PZT of the sample part is measured by measuring the capacitance of the sample. The calculation of the coefficient of property and the force of property is carried out. The basic characteristics of the device are tested and adjusted. The range of the temperature range is 0.1 nm ~ 6μ m, 0.2 μN ~ 13mN. The stability of the power of the 120-second wavelength is determined by the wavelength of 5 nm and 10μN. For the purpose of adjusting the mechanical properties of 3-D microstructure, the research of electron micromirrors is carried out. The electron microscope is used to detect the position of the electron microscope. The resolution energy of position is 0.1μm. The sample is used for LSI wiring. This device is designed to be able to calculate the temperature of the sample and the temperature of the sample This study was conducted to confirm the effectiveness of the device.