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能動的電子注入とプローブ電圧制御による誘電体の電顕内マイクロマニピュレーション

Research Project

Project/Area Number 17686019
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

齋藤 滋規  Tokyo Institute of Technology, 大学院・理工学研究科, 准教授 (30313349)

Project Period (FY) 2005 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥28,340,000 (Direct Cost: ¥21,800,000、Indirect Cost: ¥6,540,000)
Fiscal Year 2007: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
Fiscal Year 2006: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2005: ¥12,350,000 (Direct Cost: ¥9,500,000、Indirect Cost: ¥2,850,000)
Keywords機械力学・制御 / マイクロマシン / マイクロ・ナノデバイス / マイクロアセンブリ / 微小物体物理学 / 静電体 / 誘電体 / 走査電子顕微鏡 / 静電力
Research Abstract

近年,高機能マイクロマシン実現や情報機器デバイス実装のためのマイクロマニピュレーション技術への需要が高まっている.一般に,マイクロメートルスケールの微小物体は他の物体への凝着が起こりやすく,その凝着現象を制御するためには,微小物体に電界をかけることによって発生する静電力を制御することが有効であると認識されるようになってきている.そこで本研究では,「静電マイクロマニピュレーションにおいて,電子線照射による電子注入等の方法により対象物を予め帯電させ,プローブ印加電圧を制御することによって,誘電体を自由にマニピュレーションする手法を確立する」ことを目的とした.
今年度は,走査型電子顕微鏡やその真空チャンバーに対応した誘電体静電マイクロマニピュレーションシステムを用いて,微小誘電体が電子ビーム照射を受ける際にどの程度帯電するのかを理論・実験の両面から検討した.結果,微小物体における帯電のモデルは,入射電子(電子線),二次電子,放電により放出する電子など各々に対応する電流量を項に含む微分方程式で表現されることがわかった.モデルの妥当性は,電子顕微鏡による観察を通して,さまざまな寸法からなる微小粒子の帯電現象を加速電圧を変えた観察にて比較検討することによって検証された.さらに,大気中において,ポリスチレン球など,表面に微弱な導電性を持つ微小誘電体に対して,プローブに50msec幅のパルス電圧を印加することにより,対象をプローブに付着あるいはプローブから離脱することが可能であることを示した.これらの知見より,走査電子顕微鏡下における微小誘電体マニピュレーションの可能性を広げることに成功した

Report

(3 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2008 2007 2005 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 走査電子顕微鏡観察下における微小誘電体帯電モデルとその定量的検証2008

    • Author(s)
      目黒寛之, 齋藤滋規
    • Journal Title

      2008年度精密工学会秋季大会講演論文集 CD-ROM

      Pages: 561-562

    • NAID

      130005029166

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Journal Article] 表面の微弱導電性を考慮した微小誘電体のマニピュレーション2008

    • Author(s)
      山島篤志, 齋藤滋規
    • Journal Title

      2008年度精密工学会秋季大会講演論文集 CD-ROM

      Pages: 563-564

    • NAID

      130005029167

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Journal Article] Electrostatic Micromanipulation of a Conductive/Dielectric Particle by a Single Probe2007

    • Author(s)
      S.SAITO, et. al.
    • Journal Title

      Proc. IEEE EANO 2007 CD-ROM

      Pages: 733-736

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 走査電子顕微鏡下における微小物体操作に向けた操作対象帯電メカニズムの実験的2007

    • Author(s)
      落合俊広, 齋藤滋規, 高橋邦夫, 目黒寛之
    • Journal Title

      2007年度精密工学会春季大会講演論文集 (CD-ROM)

      Pages: 411-412

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 高速電界制御による微小導体球安定配置のための電圧指令値最適設計2007

    • Author(s)
      園田雅樹, 齋藤滋規, 高橋邦夫, 落合俊広
    • Journal Title

      2007年度精密工学会春季大会講演論文集 (CD-ROM)

      Pages: 413-414

    • NAID

      130005028503

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 静電マイクロマニピュレーションにおける電界高速制御を用いた導体球の低衝撃配置2005

    • Author(s)
      斎藤滋規, 栗原健児, 高橋邦夫
    • Journal Title

      2005年度精密工学会秋季大会講演論文集 CD-ROM

      Pages: 975-976

    • NAID

      130004657270

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Non-impact electrostatic manipulation of a conductive micro-object by rapid control of applied voltage2005

    • Author(s)
      Shigeki Saito, Kenji Kurihara, Kunio Takahashi
    • Journal Title

      Abstracts of 2005 MRS Fall Meeting CD-ROM

      Pages: 430-430

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Presentation] Optimized Voltage Sequence for Repeatable Manipulation of a Conductive Micro-particle by a Single Probe2007

    • Author(s)
      M.Sonoda, S.Saito, et, al.
    • Organizer
      MRS (Material Research Society) Fall Meeting
    • Place of Presentation
      Boston, USA
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Remarks] 研究者webページ

    • URL

      http://www.mep.titech.ac.jp/~saitos

    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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