弾性表面波を利用した摩擦駆動型サブナノメートル位置決めスライダの開発

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10MHz-100MHzの高周波,サブナノメートルの低振幅であり,高い振動エネルギーを有する弾性表面波に着目し,従来不可能であった超精密(0.5nm),高速(1.5m/s)かつ広範囲(理論上は無限平面)での位置決め可能なシステムを開発することを最終目的とする本研究において,2年目の本年は,1年目に新たに見出された「弾性表面波モータの推力低下」の原因の解明及びそれに基づく設計指針構築を行なった.得られた主要な結果は,以下の通りである.1.弾性表面波モータの推力は,駆動回数に伴い徐々に減少し駆動不可能な状態となるもののエタノールでステータを拭くことにより推力を回復させることが可能であることを明らかにした.2.エタノールで拭くことにより表面の電位を除去することが可能であることを明らかにした.3.除電を行ないながら弾性表面波モータを用いることにより,寿命の大幅な改善が可能であることを実験により明らかにした.4.ステータの表面電位が-1200〜1200Vの範囲では,表面電位の変化に起因したステータの材料特性,振動特性の変化及びステータとスライダ間の静電引力の変化が,推力低下の直接的原因ではないことを明らかにした.5.弾性表面波モータの駆動に伴い発生する摩耗粒子が摩擦駆動面に付着することにより推力が大幅に低下することを明らかにした.6.発生した摩耗粒子の付着の主要因が摩擦に起因する帯電であることを示した.7.摩耗粒子発生の抑制及び発生した摩耗粒子の付着防止のための導電性を有する硬質材料の選択が弾性表面波を利用した摩擦駆動型サブナノメートル位置決めシステムの重要な鍵であることを示した.