微小すべり機構の解明とそのモデル化に関する研究

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すべり案内における微小すべり挙動の解明を行うための実験を行った.圧電素子により10数mumの直線運動を発生し,小型すべり案内を微小駆動したときの作用力とスライダの変位量を測定した.微小力測定には,従来微小ころがり機構の解明実験に用いた物を,一部改造して用いた.試験片にはアルミとシリコンを用いた.アルミは機械加工で製作し,数10mmの寸法をもつ,三次元SEMによる表面観察では表面に塑性流動の痕跡が見られた.表面粗さは数mumであり,材料内部の加工変質層等の評価は残念ながらできていない.シリコンの試験片は,ガイドも単結晶シリコンで製作した.面方位(100)の単結晶シリコンに対して異方性エッチングを施したもので,幅200mum,長さ3mm,深さ約100mumのV溝が,2条(間隔1mm)ある.ウェハー表面から54.7°の角度を持ったV溝面((111)面)それぞれの表面性状は評価が難しいものの,SEM観察の範囲では良好であった.ただし,溝の真直度については,エッチングマスクを電子ビーム描画装置で作成する際の精度がそのまま影響してしまい,十分ではなかった.今後引続き精度向上のための実験を続ける予定である.これら特殊な試験片の製作に時間を要してしまったため,微小すべり実験を行った結果はまだ十分でない.従って,系統的な分析評価は行えていないものの,アルミの試験片等については非線形な特性が観察されている.今後,系統的な実験を行うとともにシリコンのすべり特性を明らかにする予定である.