ナノスプリングの変形特性評価法の開発

开发评估纳米弹簧变形特性的方法

• 批准号: 18760083
• 负责人: 平方 寛之
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Osaka University (2007)Kyoto University (2006)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760083/
• 关键词: ナノ構造; ナノスプリング; 変形特性; 材料強度; 材料試験法

寸法がナノメートルオーダーの構造を有する材料(ナノ構造体)は、バルクとは異なる物性を示す。また、動的斜め蒸着法を用いれば、基板の面内方位の制御によって螺旋やジグザグなどの特徴的な3次元構造を有するナノスプリングを成長させることが可能である。このようなナノ構造体を要素として様々な機能を有する微小電気機械デバイスを創造することが期待されているが、そのためにはナノ構造体の変形の力学についての基本的な理解が不可欠である。とりわけナノスプリングは、その構造に起因して力学特性が異方性を示す。しかし、ナノオーダーの構造体に対する実験・観察の困難さから、ナノスプリングの変形特性についてはほとんど解明されていない。本研究の目的は、ナノスプリングの変形特性を評価するための実験手法を確立するとともに、その変形の力学を明らかにすることである。とくに、特徴的なナノ構造と変形異方性の相関性について検討する。本年度は、前年度に開発したナノ構造集合薄膜に対する変形異方性評価法を用いて、ナノスプリング構造のみならず、ナノコラム構造、および傾斜ナノコラム構造集合薄膜に対する変形特性を評価した。さらに、得られた変形特性を基に、ナノ構造集合薄膜の強度を考える際に重要であるナノ構造集合薄膜と基板との接合界面部に生じる応力場を力学特性が等価な梁モデルを用いた有限要素法によって解析した。これらの結果、(1)傾斜ナノコラム構造集合薄膜では、せん断剛性に異方性が存在し、ナノコラム構造やナノスプリング構造の集合薄膜よりも対称性の低い変形異方性を有すること、(2)要素の離散的な構造に起因して、ナノ構造薄膜と基板の界面端部および界面き裂先端近傍では応力特異性が消失すること,を明らかにした。これらの成果の一部は、国内学会で講演発表するとともに、国際誌への掲載が決定している。

The structure of the material (structure) is different from that of the material. The 3D structure of the characteristic of the substrate is possible to be developed by using the inclined evaporation method of rotation and rotation. The basic understanding of the structural elements and functions of the micro-electromechanical devices is indispensable. The structural causes and mechanical properties of these structures are shown in the following table. The structure of the structure is difficult to detect, and the shape of the structure is difficult to understand The purpose of this study is to evaluate the deformation characteristics of the polymer and to establish the mechanics of the polymer. The relationship between structural heterogeneity and correlation of characteristics is discussed. This year, compared with the previous year, we have developed a method for evaluating the shape and anisotropy of thin films with different structures. In addition, the strength of the structural assembly film is important when the structural assembly film and the substrate are bonded. The mechanical characteristics of the structural assembly film and the substrate are analyzed by the finite element method. The results are as follows: (1) Anisotropy exists in the thin film of the inclined structure assembly,(2) Anisotropy exists in the thin film of the inclined structure assembly,(3) Anisotropy exists in the thin film of the inclined structure assembly,(4) Anisotropy exists in the thin film of the inclined structure assembly,(5) Anisotropy exists in the thin film of the inclined structure assembly,(6) Anisotropy exists in the thin film of the inclined structure assembly,(7) Anisotropy exists in the thin film of the inclined structure assembly,(8) Anisotropy of the thin film of the inclined structure assembly,(9) Anisotropy exists in the thin film of the inclined structure assembly,(9) Anisotropy of the thin film of the inclined structure assembly,(10) Anisotropy exists in the thin film of the inclined structure assembly,(10) Anisotropy of the thin film of the thin film of the inclined structure assembly,(10) Anisotropy exists in the thin film of the thin film of the inclined structure assembly,(10) Anisotropy exists in the thin film of the thin Part of the results of this study will be published in Chinese and international journals.

项目成果

Disappearance of stress singularity at interface edge due to nanostructured thin film

• DOI: 10.1016/j.engfracmech.2007.12.010
• 发表时间: 2008-07-01
• 期刊: ENGINEERING FRACTURE MECHANICS
• 影响因子: 5.4
• 作者: Sumigawa, Takashi;Hirakata, Hiroyuki;Kitamura, Takayuki
• 通讯作者: Kitamura, Takayuki

アルミニウムナノウィスカーの変形過程のその場観察

铝纳米晶须变形过程的原位观察

• 发表时间: 2007
• 作者: 高橋可昌;平方寛之;武村正輝;北村隆行
• 通讯作者: 北村隆行

Quantitative evaluation of plasticity of a ductile nano-component

• DOI: 10.1016/j.tsf.2007.08.062
• 发表时间: 2008-02
• 期刊: Thin Solid Films
• 影响因子: 2.1
• 作者: Y. Takahashi;H. Hirakata;T. Kitamura

らせんナノ構造を有する薄膜の変形特性

螺旋纳米结构薄膜的变形特性

• 发表时间: 2006
• 期刊: 日本機械学会2006年度年次大会講演論文集 1・06-1
• 作者: 平方寛之;松本祥平;武村正輝;北村隆行
• 通讯作者: 北村隆行

傾斜ナノコラム集合薄膜の変形異方性

由倾斜纳米柱组成的薄膜的变形各向异性

• 发表时间: 2007
• 作者: 武村正輝;平野賢;澄川貴志;平方寛之;鈴木基史;北村隆行
• 通讯作者: 北村隆行