ナノ/マイクロトライボロジーの表面化学的研究

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叢は、マイクロX線光電子分光法(XPS)や飛行時間型二次イオン質量分析計(TOF-SIMS)などの先端表面分析装置を用い、ナノ/マイクロトライボロジー挙動を化学的・分子論的に解明することを目的とし、昨年度に下記の研究を行ってきた。1.磁気ディスクにおける潤滑油薄膜の摩擦による分解に関する表面化学的研究高感度な表面分析装置であるTOF-SIMSのメインチャンバー内で極低荷重の摩擦実験を行い、その摩擦面を分析することにより、摩擦初期における潤滑油の分解プロセスの解析を試みた。また、スライダー材質の潤滑油の分解反応に対する影響を検討した。結果として、スライダーのAl_2O_3が磁気ディスク表面の潤滑油と反応して化学摩耗を起こすこと、潤滑油が末端基から分解することがわかった。Al_2O_3やTiNスライダーより、DLC、c-BNをスライダー材質に用いた場合には、潤滑油の分解を抑制できることがわかった。したがって、潤滑油の分解を抑制し、ヘッド・ディスク・インタフェース(HDI)の信頼性を向上するには、潤滑油と反応しにくいDLCやc-BNのような材質を使う必要がある。2.ハードディスクの耐久性に対する環境因子の影響様々な要因によって発生するコンタミネーションをモデル化して、実機のハードディスクの動作が再現するためCSS(Contact Start/Stop)テスターを用い摩擦挙動を調べた。飛行時間型二次イオン質量分析計(TOF-SIMS)を用いスライダーの表面を分析した。コンタミネーションは、スライダーへのディスク潤滑油の大量を引き起こし、HDIの高摩擦係数に関与していることがわかった。移着および摩擦を低減するため、低表面エネルギーのフッ素系自己組織化単分子膜(SAM)をスライダー表面に成膜した。スライダー表面にSAMを成膜することによりコンタミネーションによる潤滑油の移着量が抑えられ、HDIのトライボロジー特性を改善した。以上の結果より、スライダーの表面処理によるHDIの耐久性を向上する方法を提案した。