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大阪大学大学院
基礎工学研究科

大阪大学大学院基礎工学研究科機能創成専攻からの提案
ヤング率顕微鏡の実用化開発を加速するための共同開発の提案


物質のマイクロ・ナノメートル領域のヤング率を正確に計測することのできる共振ヤング率顕微鏡を開発した。従来のプローブ顕微鏡では原理的に困難であった定量・絶対測定を,独自開発した無線・無電極圧電体振動子により, 世界で初めて可能とした。電子デバイス生産プロセスにおける非破壊検査装置やその他汎用の弾性率測定器として応用が期待される。この顕微鏡技術を実用化するための開発を加速すべく,計測装置や画像処理・システム化技術に実績のある企業との共同開発を提案する。

●技術ニーズ
 マイクロ・ナノ材料に関するR&Dが世界中で展開されるなか,新ナノ材料の開発・評価においてヤング率は実用上極めて重要であり,信頼性の高い計測法が熱望されていた。また,ナノ・マイクロ部品の生産においても,ヤング率を正確に計測することにより,生産された部品の健全性を定量的に評価できるものと期待される。微細配線や機能性薄膜,薄型パネル等の電子デバイス産業においては,強度や信頼性を評価できる共通の指標が存在せず,生産プロセスの改善による歩留り向上や, 生産されたデバイスの品質保証を通じたデバイス付加価値の向上が困難であった。ヤング率を測定したいという要求はあらゆる分野において恒久的に存在しており, 微小領域のヤング率を定量的に計測する研究が世界中で行われている。

●研究テーマ/技術成果
 無線・無電極の圧電振動素子を独自に創作し,物質のナノ領域の弾性率を定量計測する顕微鏡システムを開発した。電子デバイス生産プロセスへの非破壊検査ツールとして貢献するだけでなく,汎用の弾性率測定器として標準化につながる可能性がある。顕微鏡型プローブ式により定量測定に成功したのは世界初である。研究成果は,米国の科学雑誌『Applied Physics Letters』,『Physical Review B』等に掲載され,世界中のナノ材料研究者の関心を集めています。

●特 徴
1. これまでのプローブ顕微鏡では原理的に困難であった弾性率の定量・絶対測定が可能である。
2. あらゆる材料を実用化する際に必要とされるヤング率を,プローブを軽く当てるだけで簡便に計測できる。
3. この技術を応用することにより,電子デバイスのナノサイズの欠陥検出が可能となる。
4. 無線・無電極素子を有するため,携帯型プローブへ応用することにより,ラボ内だけでなく,現場における簡便な弾性率計測が可能となる。
5. 既存技術が「単純に何らかの物性を相対的に反映した像」を与えるのに対し,当該技術は「ヤング率を絶対的に定量化した画像」を可視化するものである。


●実用化に向けた課題
1. 具体的な応用分野に応じた計測システムの実用化
2. プローブの保持技術のブラッシュアップ
3. 携帯化プローブの開発と簡易ヤング率測定装置の製品化


●今回の提案内容
 計測技術は確立され,基本仕様は固まっているが,製品化を加速するために,プローブの保持技術,結果の画像化・システム化技術を有する企業・研究機関との連携・共同開発を提案する。

●論文/特許実績
論文: Physical Review B, 73, 174107(2006)
Applied Physics Letters 88, 141110(2006)
Acta Materialia, 54, 4143-4148(2006)
取得特許:1本

●備 考
 本成果は,新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO技術開発機構)平成16年度産業技術研究助成事業による研究成果です。

【本件に関する問い合わせ先】
大阪大学 大学院基礎工学研究科   助教授:荻 博次
TEL&FAX:06-6850-6187
e-mail:ogi@me.es.osaka-u.ac.jp
URL:http://www-ndc.me.es.osaka-u.ac.jp

  【ニュースリリースはこちら】
     ・世界初,物質の微小領域の弾性可視化に成功 [2006年12月12日]



記事要点掲載先:Tech-On!

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