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高分子材料の微細加工による多機能集積マイクロシステム

研究課題

研究課題/領域番号 13305016
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関東京大学

研究代表者

下山 勲  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (60154332)

研究分担者 松本 潔  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 助教授 (10282675)
星野 一憲  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 講師 (30361546)
研究期間 (年度) 2001 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
50,700千円 (直接経費: 39,000千円、間接経費: 11,700千円)
2004年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2003年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2002年度: 15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円)
2001年度: 16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
キーワード有機トランジスタ / シリコンゴム / バクテリオロドプシン / 撮像センサ / 触覚センサ / MEMS / 薄型柔軟視覚センサ / 量子ドット / 薄型柔軟ディスプレイ / 有機EL / パターニング方法 / 導電性高分子 / 高分子圧電フィルム / 有限要素法
研究概要

本研究では,高分子材料,有機材料,たんぱく質など,従来のシリコンMEMS技術では用いられてこなかった新しい材料からなる微小知能機械の研究を行なった.
有機発光材料に関しては,まず,MEMS構造によって圧力を加え,発光部の幅を数μm幅にパターニングする技術の研究を行なった.従来,シャドウマスクなどの方法で百μm程度でのパターニングが限界であったが,より微細な加工が可能となった.さらに,発光材料を基板からリリースされたMEMS構造の上にパターニングする方法についての研究を行なった.これによって,静電アクチュエータのような可動部品の上に発光部を作ることが可能となった.
さらに,有機トランジスタによる電流増幅の方法の研究を行なった.従来のような平面型でなく,微小な立体構造を用いた縦型のトランジスタの試作に成功した.この方法を用いることで,ディスプレイや撮像装置などの動作効率を向上させることが可能と考えられる.
さらに本年度は,高分子材料,有機材料半導体の研究に加え,大面積,低予算での製作を実現できる可能性のある材料として,感光性のたんぱく質である,バクテリオロドプシンを利用したデバイスの研究を行なった.静電気によるたんぱく質の電着と配向の制御に加え,基板表面の親水性・疎水性の制御によって,5μm程度の小さい領域にまでたんぱく質をパターニングできることがわかった.このたんぱく質を4x4の領域にパターニングすることにより撮像センサを作ることが出来た.
上記の研究に加えて,皮膚のように柔軟で,様々な力の成分を検出することのできる触覚センサを試作した.この触覚センサは,センサ部分にはシリコン微小構造からなる歪センサを利用しているが,全体を柔軟なフィルム内に埋め込むことができる.このようなシリコンMEMSデバイスも,微小なチップ構造内に集積することで,柔軟な有機材料システムとの統合が可能である.

報告書

(5件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (10件) 産業財産権 (2件) 文献書誌 (12件)

  • [雑誌論文] 300nm-Thick Cantilever in PDMS for Tactile Sensing2005

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Noda, Kazunori Hoshino, Kiyoshi Matsumoto, Isao Shimoyama
    • 雑誌名

      Proceedings of the 18th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems

      ページ: 283-286

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Compound Eye Shaped Flexible Organic Image Sensor with a Tunable Visual Field2005

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Saito, Kazunori Hoshino, Kiyoshi Matsumoto, Isao Shimoyama
    • 雑誌名

      Proceedings of the 18th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems

      ページ: 96-99

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Biomolecular Image Sensor of Bacteriorhodopsin Patterned by Electrodeposition2005

    • 著者名/発表者名
      Seiichi Takamatsu, Kazunori Hoshino, Kiyoshi Matsumoto, Tsutomu Miyasaka, Isao Shimoyama
    • 雑誌名

      Proceedings of the 18th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems

      ページ: 847-850

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 300nm-Thick cantilever standing in PDMS for tactile sensing2005

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Noda, Kazunori Hoshino, Kiyoshi Matsumoto, Isao Shimoyama
    • 雑誌名

      proceedings of the IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems Proseedings

      ページ: 283-286

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Compound Eye Shaped Flexible Organic Image Sensor with a Tunable Visual Field2005

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Saito, Kazunori Hoshino, Kiyoshi Matsumoto, Isao Shimoyama
    • 雑誌名

      proceedings of the IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems Proseedings

      ページ: 96-99

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Biomolecular Image sensor of Bacteriorhodopsin Patterned by Electrodeposition2005

    • 著者名/発表者名
      Seiichi Takamatsu, Kazunori Hoshino, Kiyoshi Matsumoto, Tsutomu Miyasaka, Isao Shimoyama
    • 雑誌名

      IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems Proseedings

      ページ: 847-850

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 感覚毛型センサを用いた角加速度計測の研究2005

    • 著者名/発表者名
      武居淳, 善見誠一, 星野一憲, 松本潔, 下山勲
    • 雑誌名

      ロボティクス・メカトロニクス講演会予稿集 (発表予定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 感光性たんぱく質を用いた光センサの試作とその特性2004

    • 著者名/発表者名
      高松誠一, 星野一憲, 松本潔, 宮坂力, 下山勲
    • 雑誌名

      第22回日本ロボット学会学術講演会予稿集

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The Characteristics of a Photo Detector Using Photosensitive Protein2004

    • 著者名/発表者名
      Seiichi Takamatsu, Kazunori Hoshino, Kiyoshi Matsumoto, Tsutomu Miyasaka, Isao Shimoyama
    • 雑誌名

      Proceedings of the 22nd Annual Conference of the Robotics Society of Japan

      ページ: 3128-3128

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 感光性たんぱく質を用いた光センサの試作とその特性2004

    • 著者名/発表者名
      高松誠一, 星野一憲, 松本潔, 宮坂力, 下山勲
    • 雑誌名

      第22回日本ロボット学会学術講演会予稿集 講演論文集

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [産業財産権] 匂い提示装置、及び匂い提示方法2004

    • 発明者名
      下山, 松本, 星野, 山田, 菱沼
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権番号
      2004-174250
    • 出願年月日
      2004-06-01
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 特許出願2004

    • 発明者名
      星野 一憲, 山田 智也, 菱沼 徹哉, 松本 潔, 下山 勲
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権番号
      2004-174250
    • 出願年月日
      2004-06-01
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Masanao Motoyama, Kazunori Hoshino, Kiyoshi Matsumoto, Isao Shimoyama: "Electro-Statically Actuated Light Emitting Device Using OLED"The 12th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (Transducers '03). 1506-1509 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Koichi Yamada, Kazunori Hoshino, Kiyoshi Matsumoto, Isao Shimoyama: "Electro-static trapping and deposition of nanoparticles in a submicron narrow gap for a lateral-electrode LED"17th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS '04). 49-52 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 齋藤宏, 岩瀬英治, 星野一憲, 松本潔, 下山勲: "有機半導体を用いた複眼型フレキシブルフォトセンサ"2004年春季応用物理学関係連合講演会予稿集. (発表予定). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 山田幸一, 星野一憲, 松本潔, 下山勲: "半導体ナノ粒子の静電トラップによるナノサイズ発光ダイオード"2004年春季応用物理学関係連合講演会予稿集. (発表予定). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 木下英之, 寒川新司, 星野一憲, 松本潔, 下山勲: "自己形状認識複眼型センサを用いた入力デバイス"ロボティクス・メカトロニクス講演会予稿集. (発表予定). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kazunori Hoshino, Isao Shimoyama: "Analysis of elastic micro optical components under large deformation"Journal of Micromechanics and Microengineering. Vol.13. 149-154 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Hasegawa, K.Matsumoto, I.Shimoyama: "30mm-pitch stripes of OLED patterned by stamping lift-off method"Proceedings of the 16th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems, Kyoto, Japan. 546-547 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Tetsuo Kan, Kiyoshi Matsumoto, Isao Shimoyama: "Thin-Film Waveguide with a Lens Effect Terminal for Optical Sensing Devices"Proceedings of the 16th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems, Kyoto, Japan. 315-318 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hoshino, A.Nakai, I.Shimoyama: "An All-Polymer thin-film Scanning Optical Filter for 3D-Image Displays"Proceedings of IEEE MEMS. 487-490 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] N.Funai, K.Matsumoto, I.Shimoyama: "Fabrication of High-Aspect-Ratio PZT Thick Film Structure using Sol-Gel Technique and SV-8 photo resist"Proceedings of IEEE MEMS. 168-171 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.K.Lee, I.Shimoyama: "A Multi-Channel Micro Valve for Micro Pneumatic Artificial Muscle"Proceedings of IEEE MEMS. 702-705 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 保東孝宏, 下山勲: "高分子圧電フィルムを用いた触覚センサ"日本ロボット学会学術講演会 予稿集. 3F28 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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