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原子拡散と再配列の制御によるメタリックナノワイヤの創製と機械的・電気的特性評価

通过控制原子扩散和重排来创建金属纳米线并评估机械和电性能

基本信息

批准号：
17656036
负责人：
坂真澄
金额：
$ 2.18万
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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

最終年度は,現象論的ではあるがAlを用いて初めて作製に成功したナノワイヤについて研究を遂行し,以下のような研究実績を得た。1.メタリックナノワイヤの機械的特性評価エレクトロマイグレーションにより拡散した原子を集約して作製したAlナノワイヤを結晶方位解析装置により分析した。その結果,本Alナノワイヤが単結晶であることが明らかとなった。一般に単結晶材料はバルク材料と比較して極めて高い強度を有することから,実現したAlナノワイヤが優れた機械的強度を有するものと判断した。以上の知見を踏まえ,基板と垂直に固定されたAlナノワイヤについて,一端が固定で他端が単純支持の状態を形成し,単純支持端に近接した位置に集中力を負荷することでナノワイヤ部に巨大な応力を生み出すことができ,かつ大気中で実施できる簡易強度試験方法を考案した。2.応用性検討微細で高強度,良導電性を有するメタリックナノワイヤの応用性について調査,検討した結果,実現したAlナノワイヤを含むメタリックナノワイヤは今後電子デバイスやマイクロマシンの新規構造部材や電気的新素材として極めて有望であると判断された。そこで,メタリックナノワイヤを利用する上で必須となるナノワイヤの接合技術に関する基礎的検討を行った。メタリックナノワイヤ同士を対向させた接触部に直流電流を付与して生じるジュール発熱を利用して,接触部を局所的に溶融し,同ナノワイヤ同士を直線的または立体的に接合できることを実証した。さらに本接合技術によるナノアクチュエータの創製について検討した。本研究での取り組みはいずれも現象論的であり,今後の学術基盤の確立と応用展開が望まれるが,本研究成果は今後のナノテクノロジーの発展に資するところ大である。

In the final year, the phenomenological research was successfully carried out, and the following research results were achieved. 1. Evaluation of the mechanical properties of the crystal As a result, this Al Generally speaking, crystalline materials have high mechanical strength and high mechanical strength. As a result, the substrate is vertically fixed, one end is fixed, the other end is purely supported, and the pure support end is close to the position where the concentrated force is applied. A simple strength test method is tested. 2. Usability test fine high strength, good conductivity test results, test results, found that Al is a new material containing high strength, good conductivity, new structural materials and electrical potential in the future. This is a fundamental discussion of how to make use of the technology. The direct current is applied to the contact part of the cable connector in opposite directions, and the heat generated by the contact part is utilized to melt the contact part, and the linear and three-dimensional connection with the cable connector is realized. This is the first time that we've ever had a chance to join together. This study is based on the theory of phenomenology, and it is expected that the academic base will be established and developed in the future. The results of this study will be developed in the future.