Creation of innovative piezoelectric transducer thin films that combine the giant piezoelectricity of single crystals with the toughness of polycrystals

Research Project

Project/Area Number	23K23193
Project/Area Number (Other)	22H01925 (2022-2023)
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Multi-year Fund (2024) Single-year Grants (2022-2023)
Section	一般
Review Section	Basic Section 28050:Nano/micro-systems-related
Research Institution	Shibaura Institute of Technology
Principal Investigator	吉田慎哉芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (30509691)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help	¥16,770,000 (Direct Cost: ¥12,900,000、Indirect Cost: ¥3,870,000) Fiscal Year 2024: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000) Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2022: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
Keywords	圧電単結晶薄膜 / MEMSアクチュエータ / 巨大圧電 / エピタキシャル成長 / 圧電MEMSアクチュエータ / リラクサ系単結晶薄膜 / スパッタ膜 / 圧電MEMS / 圧電材料 / 単結晶薄膜 / 破壊靭性 / 微小電気機械システム
Outline of Research at the Start	本研究では、申請者の培ってきた微細加工技術とエピタキシャル成長技術を駆使して、「巨大な圧電性能と機械的強靭さを兼ね備えた革新的な圧電トランスデューサ薄膜」を創出する。学術的な問いは、単結晶は脆く、多結晶は単結晶の持つ特異的性能を発揮できない。このジレンマを克服する手段は存在するか？圧電性と強靭さは、本研究の手段で任意に設計、エンジニアリングできるか？である。これら問いに対する解を見出すとともに、圧電薄膜の性能によって制限されていた圧電MEMSアクチュエータの性能限界を打破し、高付加価値のMEMSデバイスの社会実装と産業的貢献に繋げる。