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ナノトライボロジー研究のためのエネルギー散逸顕微鏡の開発

开发用于纳米摩擦学研究的能量耗散显微镜

基本信息

批准号：
10J09787
负责人：
小林甫
金额：
$ 0.9万
依托单位：
The University of Electro-Communications
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J09787/
关键词：
摩擦 QCM法

项目摘要

本研究は、(1)高精度の水晶マイクロバランス(QCM)測定技術と、測定位置を定め、水平力を測定する接触型原子間力顕微鏡(AFM)の技術を組み合わせたエネルギー散逸顕微鏡を開発と、(2)単結晶基板上の希ガス吸着膜のQCM測定を行い,動摩擦のエネルギー散逸の滑り距離依存性と,動摩擦の基板及び吸着膜依存性の知見を得ることを目的とする.以下に主な成果を述べる.(1)引き続き,顕微鏡の動作確認として,様々な基板振幅でHOPG(高配向熱分解黒鉛)試料についてエネルギー散逸を測定した.エネルギー散逸はグラファイトの格子定数程度の基板振幅で最大となり,その振幅を境にエネルギー散逸の振る舞いの傾向が変化する.このことから、エネルギー散逸に関わる何らかの典型的な長さが存在していることが示唆される.(2)液体窒素温度にてマイカ基板上のKr吸着膜の滑り摩擦のQCM実験を行った.マイカ基板のa軸に対して平行に振動するもの(試料A),30°傾いた方向に振動するもの(試料B)を用意し,滑り方向依存性と基板振幅依存性に注目して,2つの試料に対して共振振動数の面密度依存性を調べた.測定の結果,基板振幅が0.4nmのとき,試料Aを用いた測定では,単層のKr/Micaは基板振動にほとんど追従しない.一方,試料Bを用いた測定では,よく追従する.さらに,基板振幅が4nmのときは,どちらの試料の測定でも,単層のKr/Micaは基板振動にほとんど追従しない.これらの結果より,Kr/Micaの滑り運動は,基板振幅と運動方向の次の吸着サイトまでの距離の関係に強く影響を受けることが明らかとなった.

This study focuses on: (1) the development of contact atomic force microscopy (AFM) techniques for high-precision crystal mass spectrometry (QCM) measurement techniques, determination of position, measurement of horizontal force;(2) the development of QCM measurements for single-crystal sorbed films; and the distance dependence of dynamic friction and dispersion. The dependence of substrate and adsorption film on dynamic friction was investigated. The main results are described below. (1)The operation of the micromirrors was confirmed and the substrate amplitude was measured by HOPG(high alignment thermal decomposition black lead) sample. The maximum amplitude of the substrate with respect to the lattice size of the vibration is determined by the variation in the amplitude of the substrate. This is a typical example of the existence of a long, narrow, narrow. (2)The temperature of the liquid is controlled by the friction of the Kr adsorption film on the substrate. The a-axis of the substrate is parallel to the vibration (sample A), and the 30 ° tilt direction is parallel to the vibration (sample B). The slip direction dependence and the substrate amplitude dependence are noted. The area density dependence of the resonance vibration number of the sample 2 is adjusted. As a result of the measurement, the substrate amplitude is 0.4 nm and the sample A is measured in the middle of the measurement, and the Kr/Mica of the single layer is measured in the middle of the substrate vibration. A party, sample B is used in the determination of,. Today, the substrate amplitude is 4nm and the sample is measured. The Kr/Mica ratio of the single layer is 4 nm and the substrate vibration is 0 nm. As a result, it is clear that the sliding motion of Kr/Mica is strongly affected by the relationship between the amplitude of the substrate and the direction of motion and the distance between the substrate and the suction port.