A study on NEMS-Casimir multifunction sensors

• Project/Area Number: 25630138
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Electron device/Electronic equipment
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: YAMANE Daisuke 東京工業大学, 精密工学研究所, 助教 (70634096)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2013: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: マイクロ・ナノデバイス / ナノギャップ / ナノエレクトロニクス / Casimir効果 / 金めっき / 光ミキサ / テラヘルツ波 / 静電容量型センサ / ナノデバイス / 無電解金めっき / 微細電極

Outline of Final Research Achievements

First, we have theoretically analyzed the behavior of nano structures under Casimir effect. Then, we have developed proof-of-concept devices in micro-meter scale, and experimentally evaluated their fundamental characteristics. The results shows that the developed micro structures can be used to achieve not only NEMS-Casimir sensors but also various miniaturized high-sensitivity sensors.
In this work, we have published 7 journal papers (2 papers are to be published), and presented 3 invited talks (one talk is to be presented), 6 international conferences, an international workshop, 4 domestic symposiums, and 14 domestic conferences. The research results won 4 academic prizes.
Our research was reported by a TV program, 5 newspapers, 4 web news, a lecture on National United university in Taiwan (presented by Daisuke Yamane), and 5 press releases in Tokyo Institute of Technology.

Research Products

• [Journal Article] An Evaluation Method of Brownian Noise in Highly Sensitive Capacitive Sensors (2015)
  • Author(s): 山根 大輔, 小西 敏文, 松島 隆明, 亀井 将太, 益 一哉, 町田 克之
  • Journal Title: IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines Volume: 135 Issue: 4 Pages: 142-143
  • DOI: 10.1541/ieejsmas.135.142
  • NAID: 130005061970
  • ISSN: 1341-8939, 1347-5525
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A dual-axis MEMS capacitive inertial sensor with high-density proof mass (2015)
  • Author(s): Daisuke Yamane, Takaaki Matsushima, Toshifumi Konishi, Hiroshi Toshiyoshi, Kazuya Masu, Katsuyuki Machida
  • Journal Title: Microsystem Technologies Volume: 印刷中 Issue: 3 Pages: 459-464
  • DOI: 10.1007/s00542-015-2539-y
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A Sub-1G MEMS Sensor (2015)
  • Author(s): Daisuke Yamane, Toshifumi Konishi, Hiroshi Toshiyoshi, Kazuya Masu, Katsuyuki Machida
  • Journal Title: ECS Transactions Volume: 66
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Integrated CMOS-MEMS Technology and Its Applications (2014)
  • Author(s): Katsuyuki Machida, Toshifumi Konishi, Daisuke Yamane, Hiroshi Toshiyoshi, Kazuya Masu
  • Journal Title: ECS Transactions Volume: 61 Issue: 6 Pages: 21-39
  • DOI: 10.1149/06106.0021ecst
  • Peer Reviewed
• [Presentation] A Sub-1G MEMS Sensor (2015)
  • Author(s): Daisuke Yamane, Toshifumi Konishi, Hiroshi Toshiyoshi, Kazuya Masu, Katsuyuki Machida
  • Organizer: the 227th ECS Meeting
  • Place of Presentation: Chicago, Illinois（米国）
  • Year and Date: 2015-05-24 – 2015-05-28
  • Invited
• [Presentation] CMOS -MEMS -New Frontier of Multilevel Interconnect Technology- (2015)
  • Author(s): Katsuyuki Machida, Toshifumi Konishi, Daisuke Yamane, Hiroshi Toshiyoshi, Kazuya Masu
  • Organizer: 2015 International Conference on Electronics Packaging and iMAPS All Asia Conference (ICEP-IAAC 2015)
  • Place of Presentation: Kyoto Terrsa, Kyoto（日本）
  • Year and Date: 2015-04-14 – 2015-04-17
  • Invited
• [Presentation] Sub-1G検出可能な3軸MEMS加速度センサの基礎検討 (2015)
  • Author(s): 山根大輔, 小西敏文, 松島隆明, 年吉 洋, 町田克之, 益 一哉
  • Organizer: 平成27年電気学会全国大会
  • Place of Presentation: 東京都市大学世田谷キャンパス（東京都世田谷区）
  • Year and Date: 2015-03-24 – 2015-03-26
• [Presentation] Sub-1Gから20Gまで検知可能な集積化MEMS加速度センサの検討 (2015)
  • Author(s): 山根大輔, 小西敏文, 松島隆明, 年吉 洋, 町田克之, 益 一哉
  • Organizer: 第62回応用物理学会春季学術講演会、分科企画シンポジウム
  • Place of Presentation: 東海大学 湘南キャンパス（神奈川県平塚市）
  • Year and Date: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [Presentation] MEMS for sensing sub-1G (2014)
  • Author(s): Daisuke Yamane, Katsuyuki Machida, Kazuya Masu
  • Organizer: The First Joint Workshop on Electrical Engineering between Tokyo Tech & KAIST
  • Place of Presentation: KAIST, Daejeon（韓国）
  • Year and Date: 2014-11-21
• [Presentation] 1mG-to-20G Integrated MEMS Inertial Sensor (2014)
  • Author(s): Daisuke Yamane, Toshifumi Konishi, Takaaki Matsushima, Hiroshi Toshiyoshi, Kazuya Masu, Katsuyuki Machida
  • Organizer: IEEE SENSORS 2014
  • Place of Presentation: Valencia Conference Center, Valencia（スペイン）
  • Year and Date: 2014-11-02 – 2014-11-05
• [Presentation] 高感度静電容量型センサにおけるブラウニアン・ノイズ評価の検討 (2014)
  • Author(s): 山根大輔, 小西敏文, 松島隆明, 亀井将太, 益 一哉, 町田克之
  • Organizer: 応用物理学会集積化MEMS技術研究会 第6回集積化MEMSシンポジウム
  • Place of Presentation: くにびきメッセ（島根県松江市）
  • Year and Date: 2014-10-20 – 2014-10-22
• [Presentation] 集積化CMOS-MEMS技術によるSub-1G加速度センサの基礎検討 (2014)
  • Author(s): 山根大輔, 小西敏文, 松島隆明, 年吉洋, 益 一哉, 町田克之
  • Organizer: 応用物理学会集積化MEMS技術研究会 第6回集積化MEMSシンポジウム
  • Place of Presentation: くにびきメッセ（島根県松江市）
  • Year and Date: 2014-10-20 – 2014-10-22
• [Presentation] Au積層形成技術による3軸MEMS加速度センサの検討 (2014)
  • Author(s): 松島隆明, 山根大輔, 小西敏文, 年吉洋, 益 一哉, 町田克之
  • Organizer: 応用物理学会集積化MEMS技術研究会 第6回集積化MEMSシンポジウム
  • Place of Presentation: くにびきメッセ（島根県松江市）
  • Year and Date: 2014-10-20 – 2014-10-22
• [Presentation] 集積化CMOS－MEMS加速度センサへ向けたsub-1G静電容量型センサの検討 (2014)
  • Author(s): 亀井将太, 山根大輔, 小西敏文, 松島隆明, 年吉 洋, 町田克之, 益 一哉
  • Organizer: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 北海道大学 札幌キャンパス（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [Presentation] 積層メタル構造による３軸加速度センサの検討 (2014)
  • Author(s): 松島隆明, 小西敏文, 山根大輔, 年吉 洋, 益 一哉, 町田克之
  • Organizer: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 北海道大学 札幌キャンパス（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [Presentation] A Sub-1G Tri-axis MEMS Capacitive Sensor for Integrated CMOS-MEMS Accelerometers (2014)
  • Author(s): Daisuke Yamane, Toshifumi Konishi, Takaaki Matsushima, Hiroshi Toshiyoshi, Kazuya Masu, Katsuyuki Machida
  • Organizer: Int. Conf. on Solid-State Devices and Materials (SSDM 2014)
  • Place of Presentation: Tsukuba International Congress Center（茨城県つくば市）
  • Year and Date: 2014-09-08 – 2014-09-11
• [Presentation] 積層メタルによる静電容量型3軸加速度センサの基礎検討 (2014)
  • Author(s): 松島隆明, 小西敏文, 山根大輔, 亀井将太, 年吉 洋, 益 一哉, 町田克之
  • Organizer: 応用物理学会集積化MEMS技術研究会 第5回集積化MEMS技術研究ワークショップ
  • Place of Presentation: 豊橋技術科学大学（愛知県豊橋市）
  • Year and Date: 2014-07-11
• [Presentation] 集積化CMOS-MEMS加速度センサへ向けたsub-1Gセンサ (2014)
  • Author(s): 山根大輔, 亀井将太, 小西敏文, 松島隆明, 年吉 洋, 益 一哉, 町田克之
  • Organizer: 応用物理学会集積化MEMS技術研究会 第5回集積化MEMS技術研究ワークショップ
  • Place of Presentation: 豊橋技術科学大学（愛知県豊橋市）
  • Year and Date: 2014-07-11
• [Presentation] A Sub-1G Capacitive Sensor for Integrated CMOS-MEMS Accelerometers (2014)
  • Author(s): Daisuke Yamane, Toshifumi Konishi, Takaaki Matsushima, Hiroshi Toshiyoshi, Katsuyuki Machida, Kazuya Masu
  • Organizer: 7th Asia-Pacific Conference on Transducers and Micro/Nano Technologies (APCOT2014)
  • Place of Presentation: EXCO, Daegu（韓国）
  • Year and Date: 2014-06-29 – 2014-07-02
• [Presentation] 集積化CMOS-MEMSへ向けた2軸加速度センサの基礎検討 (2014)
  • Author(s): 山根大輔, 松島隆明, 小西敏文, 年吉 洋, 町田克之, 益 一哉
  • Organizer: 平成26年電気学会センサ・マイクロマシン部門総合研究会
  • Place of Presentation: 東京大学生産技術研究所（東京都目黒区）
  • Year and Date: 2014-05-27 – 2014-05-28
• [Presentation] A Tri-Axis MEMS Capacitive Sensor Using Multi-Layered High-density Metal for an Integrated CMOS-MEMS Accelerometer (2014)
  • Author(s): Daisuke Yamane, Toshifumi Konishi, Takaaki Matsushima, Hiroshi Toshiyoshi, Katsuyuki Machida, Kazuya Masu
  • Organizer: 2014 IEEE International Interconnect Technology Conference/Advanced Metallization Conference (IITC/AMC 2014)
  • Place of Presentation: San Jose, CA（米国）
  • Year and Date: 2014-05-20 – 2014-05-23
• [Presentation] A Dual-Axis MEMS Inertial Sensor Using Multi-Layered High-density Metal for an Arrayed CMOS-MEMS Accelerometer (2014)
  • Author(s): Daisuke Yamane, Takaaki Matsushima, Toshifumi Konishi, Hiroshi Toshiyoshi, Katsuyuki Machida, Kazuya Masu
  • Organizer: Symp. on Design, Test, Integration & Packaging of MEMS/MOEMS (DTIP2014)
  • Place of Presentation: Cannes, Cote d'Azur（フランス）
  • Year and Date: 2014-04-01 – 2014-04-04
• [Remarks] 東京工業大学 フロンティア研究所機構 益研究室ホームページ 研究成果（山根分）
  • URL: http://masu-www.pi.titech.ac.jp/member_files/daisuke_yamane/daisuke_yamane.html
• [Remarks] 東京工業大学 東工大ニュース（2014年12月4日）
  • URL: http://www.titech.ac.jp/news/2014/029271.html
• [Remarks] 東京工業大学 精密工学研究所 平成２６年度プレスリリース （2014年12月4日）
  • URL: http://www.pi.titech.ac.jp/news/detail_1108.html
• [Remarks] 東京工業大学 精密工学研究所 平成２６年度プレスリリース （2014年12月5日）
  • URL: http://www.pi.titech.ac.jp/news/detail_1112.html
• [Remarks] 東京工業大学 精密工学研究所 平成２６年度プレスリリース （2014年12月9日）
  • URL: http://www.pi.titech.ac.jp/news/detail_1118.html