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超微小押し込み試験装置

シーズコード S090001297
掲載日 2010年3月5日
研究者
  • 長島 伸夫
  • 宮原 健介
  • 松岡 三郎
技術名称 超微小押し込み試験装置
技術概要 超微小押し込み試験装置は、図1に示したように、シリコン探針(1)およびダイヤモンド圧子(2)を取り付けた両持ちレバー(3)を備え持つレバー台(4)と、ダイヤモンド圧子(2)を試料(5)に押し込むときの荷重を制御するためのアクチュエータ(6)と、レバー台を移動するための三軸広域サーボモータ(7)と、測定の際に試料の位置を移動させる三軸精密アクチュエータ(8)および一軸広域サーボモータ(9)と、原子間力顕微鏡測定の際にシリコン探針(1)やダイヤモンド圧子(2)の変位量を測定するための垂直変位計(10)を備えている。(2)を一軸アクチュエータにより押し込み、変位をレーザ垂直変位計で計測し、微小硬さを測定する。CCDカメラにより光学顕微鏡観察が可能であり、位置決めに使用される。三軸広域サーボモータによりシリコン探針の先端部を押し込み点に移動後、三軸精密アクチュエータにより試料を水平平面方向に走査し、原子間力顕微鏡測定を行なう。試料変形を観察し、力学特性を評価できる。
画像

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展開可能なシーズ 電気・通信の高度化に伴う、材料の高性能化・高度化において薄膜、イオン注入領域、結晶粒界や亀裂先端近傍の微小領域の表面硬さやYoung率の情報が重要になっている。ナノスコピックレベルで表面微小硬さを高精度測定でき、同時にその際の表面形状変化も原子間力顕微鏡と光学顕微鏡により観察できる試験装置を提供する。
微小領域における機能材料の研究開発に有用な超微小押し込み試験ができ、特に半導体や超鉄鋼などの先端機能材料の微細構造の力学的性質を解明できる。光学顕微鏡能、原子間力顕微鏡機能、および硬度測定機能を併せ持つ複合機能試験装置でありながら、従来の押し込み硬度測定装置と同等の設置スペースしか必要としない点や、また、それぞれの機能を持つ装置を製造するより遥かに低いコストで製造ができる。
用途利用分野 超微小硬さ計測器、微小力学物性測定装置、微小領域変形観察装置、表面硬さ計測器、原子間力顕微鏡
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 独立行政法人物質・材料研究機構, . 長島 伸夫, 宮原 健介, 松岡 三郎, . 超微小押し込み試験装置. 特開2001-221730. 2001-08-17
  • G01N   3/40     
  • G01B   7/34     
  • G01B   9/04     
  • G01B  11/00     

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