ナノ材料の生成機構を科学する温度制御デバイスの開発

开发温度控制装置研究纳米材料的生成机制

• 批准号: 16656073
• 负责人: 高橋 厚史
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Kyushu 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16656073/
• 关键词: ナノヒーター; 電子線リソグラフィー; MEMS; ナノ熱型センサー; DSMC法

ナノスケールでの温度や熱流束の空間分布制御を実現するために、電子線リソグラフィー法を用いて、100ナノメートルオーダーのヒーターおよびセンサーを100ナノメートルオーダーの間隔で製作することに成功した。また同時に、ナノスケールの熱デバイスの取り扱い方法も確立した。理論的に、このオーダーではMEMS技術でよく用いられる膜構造や架橋構造さえも悪影響があることがわかっているため、本研究では金属細線を完全に浮かした状態のヒーターおよびセンサーを開発した。これにより、ナノスケールの加熱と計測を同時に精密に行うことを可能にしたことになる。ヒーターおよびセンサーとなる材料としては白金を用いて、リフトオフ法とドライエッチング、ウエットエッチングを組み合わせて、基板からは完全に浮いていながら互いには近接したデバイスを実現した。この熱制御デバイスの有効性を、マイクロチャンネルを用いた実験で確認した。例えば、ガスに対しても十分熱流速を与えられること、1ミクロン程度の距離があれば基板に熱が散逸するために温度上昇は見られないことなどが明らかになった。また、DSMC法を用いて、このナノスケールの熱流体現象をシミュレーションした。伝熱量はクヌーセン数に強く依存することや、壁面の熱伝導率が温度分布に与える影響について明らかにすることができた。これらのシミュレーション結果はナノデバイスを使った実験結果とも良く一致していた。これらの製造技術とシミュレーション技術の確立によって、ナノスケールの温度制御技術を大きく向上させることができた。

The spatial distribution control of temperature and heat flux in the whole range is realized by the method of electron beam separation. The method of electron beam separation is successfully realized by the method of electron beam separation. At the same time, the method of selecting the hot spots for the first time is established. In this paper, we discuss the application of MEMS technology in the field of thin metal wires. This is the first time that I've ever been able to do this. The material is white, the material is white, the material is white. The heat control system is effective, and the heat control system is effective. For example, the temperature rise of the substrate is higher than the temperature rise of the substrate. The DSMC method is used to analyze the thermal fluid phenomena in the process. The heat transfer coefficient depends on the heat transfer coefficient of the wall and the temperature distribution. The results of this study are consistent with those of the previous study. The manufacturing process and temperature control technology of the company have been established.

项目成果

Nano Heater-Fabrication and Application-

纳米加热器-制作与应用-

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proc.1st Int.Forum Heat Transfer, Nov.24-26,2004,Kyoto Japan
• 作者: Koji Takahashi;et al.
• 通讯作者: et al.

MICROSCALE COMBUSTION OF DDNP PARTICLES IN VACUUM ENVIRONMENT

DDNP颗粒在真空环境下的微尺度燃烧

• 发表时间: 2005
• 期刊: Technical Digest PowerMEMS 2005
• 作者: T.Okada;Y.Yamada;Y.Mitarai;T.Ikuta;K.Nagayama;K.Takahash
• 通讯作者: K.Takahash

MEMS Chemical Propulsion Research Activities in Kyushu University

九州大学MEMS化学推进研究活动

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proc.24th Intl.Symp.on Space Technology and Science, May 30-June 6,2004,Miyazaki, Japan (Selected Papers)
• 作者: Y.Dan;M.Kishida;T.Ikuta;K.Nagayama;K.Takahashi;Koji Takahashi
• 通讯作者: Koji Takahashi

MEMS技術と宇宙用推進機

MEMS技术与空间推进设备

• 发表时间: 2004
• 期刊: 日本航空宇宙学会誌 52-609
• 作者: T.Okada;Y.Yamada;Y.Mitarai;T.Ikuta;K.Nagayama;K.Takahash;高橋厚史
• 通讯作者: 高橋厚史

MEMS-BASED CATALYTIC MICRO-REACTOR FOR DECOMPOSITION OF FLUIDS

用于流体分解的基于 MEMS 的催化微反应器

• 发表时间: 2004
• 期刊: Micro Total Analysis Systems 2004 2
• 作者: Y.Dan;M.Kishida;T.Ikuta;K.Nagayama;K.Takahashi
• 通讯作者: K.Takahashi