• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Dynamic strain control of stacked 2D atomic layered materials and their application to NEMS

Publicly Offered Research

Project AreaScience of Atomic Layer Systems
Project/Area Number 16H00920
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionOsaka Prefecture University

Principal Investigator

秋田 成司  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60202529)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Keywordsグラフェン / ナノ電気機械 / 原子層薄膜 / ナノ機械共振器 / ナノ材料 / 原子層 / ナノ電気機械システム
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、原子層積層膜による動的に歪量を制御可能なハイブリッド原子層膜NEMS分野を開拓することを目的とし、以下の3項目について実現した。
1.積層原子層膜の機械共振器の実現と線形振動領域における基礎振動特性 基礎振動特性として振動に対する歪の効果とエネルギー損失機構の解明が必須である。昨年度に引き続き、機械的な歪や滑りに関する情報を機械的共振周波数や共振エネルギー損失のパラメータであるQ値から抽出した。また、電子状態の変化はFETの出力特性、伝達特性、機械的な共振に誘起される高周波特性から捉える。ここで、電気的伝導特性には機械的変位によるゲート容量変化に伴う電荷密度変化だけでなく歪、光、熱、界面での電子状態変化の情報が含まれるため切り分けて議論した。
2.積層原子層膜における熱歪・光導電効果による振動制御 光照射位置を変化し光誘起熱歪による振動特性をマッピングし熱歪発生の起源を明らかにした。また、最近TMDC膜のバンドギャップに起因した光導電効果による振動制御を行った。光熱効果抑制のため光量を絞り装置の熱擾乱程度の光照射でもバンドギャップのエネルギー以下では反応しないが吸収する波長の光では大きく共振特性が変化した。
3.系の熱的、電気的遅延効果を利用した動的歪制御 振動に対して進みもしくは遅れを伴う熱歪や静電気力が存在すると、共振を記述する支配方程式のポテンシャル項だけでなく速度項に作用し、見かけのQ値が変化する。動的な電場、光誘起熱歪による動的歪を機械的振動の位相差を変化させ、動的歪制御を実現した。これにより、任意に見かけのQ値を変化することに成功しただけでなく非線形性の制御にも成功した。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (41 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (34 results) (of which Int'l Joint Research: 15 results,  Invited: 4 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Photoresponse of graphene field-effect-transistor with n-type Si depletion layer gate2018

    • Author(s)
      Kobayashi Shiho、Anno Yuki、Takei Kuniharu、Arie Takayuki、Akita Seiji
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 8 Issue: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-018-22974-7

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of buffer layer on photoresponse of MoS2 phototransistor2018

    • Author(s)
      Yuga Miyamoto, Daiki Yoshikawa, Kuniharu Takei, Takayuki Arie, and Seiji Akita
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 57 Issue: 6S1 Pages: 06HB01-06HB01

    • DOI

      10.7567/jjap.57.06hb01

    • NAID

      210000149140

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Direct measurement of optical trapping force gradient on polystyrene microspheres using a carbon nanotube mechanical resonator2017

    • Author(s)
      Yasuda Masaaki、Takei Kuniharu、Arie Takayuki、Akita Seiji
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Issue: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-017-03068-2

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Resonance Control of a Graphene Drum Resonator in a Nonlinear Regime by a Standing Wave of Light2017

    • Author(s)
      Inoue Taichi、Anno Yuki、Imakita Yuki、Takei Kuniharu、Arie Takayuki、Akita Seiji
    • Journal Title

      ACS Omega

      Volume: 2 Issue: 9 Pages: 5792-5797

    • DOI

      10.1021/acsomega.7b00699

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Heat transfer of suspended carbon nanotube yarn to gases2016

    • Author(s)
      Yukiko Wada, Koji Kita, Kuniharu Takei, Takayuki Arie, Seiji Akita
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 9 Issue: 8 Pages: 0850011-4

    • DOI

      10.7567/apex.9.085001

    • NAID

      210000138023

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] ナノスケールバネを用いたナノ物質に対する光圧計測2018

    • Author(s)
      秋田成司
    • Organizer
      日本物理学会 第73回年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 静電駆動型片持ち梁MoS2の振動振幅制御2018

    • Author(s)
      吉川大貴、宮本悠雅、竹井邦晴、有江隆之、秋田成司
    • Organizer
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of thermal stress on resonance properties of atomically thin electromechanical resonators2018

    • Author(s)
      Taichi Inoue, Yuta Mochizuki, Yuki Imakita, Kuniharu Takei, Takayuki Arie, Seiji Akita
    • Organizer
      第54回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Mechanism of photoresponse speed improvement on MoS2-FET by Al2O3 buffer layer2018

    • Author(s)
      Yuga Miyamoto, Daiki Yoshikawa, Kuniharu Takei, Takayuki Arie, Seiji Akita
    • Organizer
      第54回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Electronic and mechanical properties of nanomaterials2017

    • Author(s)
      S. Akita
    • Organizer
      6th Hsinchu Summer Course and Workshop
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] MoS2/graphene stacked electromechanical resonator2017

    • Author(s)
      T. Inoue, Y. Mochizuki, Y. Imakita, K. Takei, T. Arie, S. Akita
    • Organizer
      2017 Workshop on Innovative Nanoscale Devices and Systems
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Amplitude control of MoS2 cantilever by electrostatic driving2017

    • Author(s)
      D. Yoshikawa, Y. Miyamoto, T. Inoue, K. Takei, T. Arie, S. Akita
    • Organizer
      2017 Workshop on Innovative Nanoscale Devices and Systems
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Resonance control of graphene mechanical resonator in nonlinear resume by standing wave of light2017

    • Author(s)
      T. Inoue, Y. Anno, Y. Imakita, K. Takei, T. Arie, S. Akita
    • Organizer
      30th International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of buffer layer on photoresponse of MoS2 phototransistor2017

    • Author(s)
      Y. Miyamoto, D. Yoshikawa, K. Takei, T. Arie, S. Akita
    • Organizer
      30th International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mechanical resonance characteristics of MoS2 mechanical resonator2017

    • Author(s)
      D. Yoshikawa, Y. Miyamoto, K. Takei, T. Arie, S. Akita
    • Organizer
      30th International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Photoresponse of graphene FET with n-type Si Schottky gate2017

    • Author(s)
      S. Kobayashi, Y. Anno, K. Takei, T. Arie, S. Akita
    • Organizer
      30th International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Control of nonlinear resonance of graphene mechanical resonator by photothermal effect2017

    • Author(s)
      T. Inoue, Y. Anno, Y. Imakita, K. Takei, T. Arie, S. Akita
    • Organizer
      8th A3 Symposium on Emerging Materials: Nanomaterials for Energy and Electronics
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Electrical detection of resonance characteristics of graphene mechanical resonator2017

    • Author(s)
      T. Inoue, Y. Mochizuki, Y. Imakita, K. Takei, T. Arie, S. Akita
    • Organizer
      6th Hsinchu Summer Course and Workshop
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Preparation of MoS2 mechanical resonator toward electrical resonance detection2017

    • Author(s)
      D. Yoshikawa, Y. Miyamoto, T. Inoue, K. Takei, T. Arie, S. Akita
    • Organizer
      6th Hsinchu Summer Course and Workshop
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ナノカーボンによるセンシング ーナノからマクロスケールまでー2017

    • Author(s)
      秋田成司
    • Organizer
      第9回ナノカーボン実用化推進研究会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] グラフェン/n型Siショットキー接合の光応答2017

    • Author(s)
      小林史歩、安野裕貴、竹井邦晴、有江隆之、秋田成司
    • Organizer
      第53回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ゲート絶縁膜上にAl2O3バッファ層を用いたMoS2フォトトランジスタの光応答時間の改善2017

    • Author(s)
      宮本悠雅、吉川大貴、竹井邦晴、有江隆之、秋田成司
    • Organizer
      第53回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] グラフェン機械共振器(G-MR)の電気・光学的手法による共振周波数制御2017

    • Author(s)
      井上太一、望月裕太、今北悠貴、竹井邦晴、有江隆之、秋田成司
    • Organizer
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] MoS2フォトトランジスタの光応答特性に対するAl2O3バッファ層の効果2017

    • Author(s)
      宮本悠雅、吉川大貴、竹井邦晴、有江隆之、秋田成司
    • Organizer
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] グラフェン-MoS2ヘテロ接合FETにおける光応答特性2017

    • Author(s)
      小林史歩、望月裕太、今北悠貴、竹井邦晴、有江隆之、秋田成司
    • Organizer
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] カーボンナノチューブのセンサへの応用 ~ナノスケールからマクロスケールまで~2017

    • Author(s)
      秋田成司
    • Organizer
      平成29年度第1回ナノ理工学情報交流会「ナノファイバー・ナノチューブの最近の発展と今後」
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] MoS2薄膜機械共振器の共振特性2017

    • Author(s)
      吉川大貴、宮本悠雅、竹井邦晴、有江隆之、秋田成司
    • Organizer
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report 2016 Annual Research Report
  • [Presentation] グラフェン/n型Siショットキー接合ゲートFETにおける光応用特性2017

    • Author(s)
      小林史歩、安野裕貴、竹井邦晴、有江隆之、秋田成司
    • Organizer
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report 2016 Annual Research Report
  • [Presentation] MoS2-フォトトランジスタの光応答特性2017

    • Author(s)
      宮本悠雅、吉川大貴、竹井邦晴、有江隆之、秋田成司
    • Organizer
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report 2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 光定在波によるグラフェンドラム機械共振の非線形制御2017

    • Author(s)
      井上太一、安野裕貴、今北悠貴、竹井邦晴、有江隆之、秋田成司
    • Organizer
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report 2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Photoinduced force on polystyrene microsphere measured by carbon nanotube mechanical resonator2016

    • Author(s)
      Masaaki Yasuda, Kuniharu Takei, Takayuki Arie, Seiji Akita
    • Organizer
      29th International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • Place of Presentation
      ANA Crown Plaza Kyoto, Kyoto
    • Year and Date
      2016-11-08
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Graphene FET of high photosensitivity using schottky diode between graphene and n-type silicon2016

    • Author(s)
      小林史歩、安野裕貴、竹井邦晴、有江隆之、秋田成司
    • Organizer
      第51回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道立道民活動センター, 札幌
    • Year and Date
      2016-09-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 光定在波を用いたグラフェン機械共振の非線形制御2016

    • Author(s)
      井上太一、安野裕貴、竹井邦晴、有江隆之、秋田成司
    • Organizer
      第51回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道立道民活動センター, 札幌
    • Year and Date
      2016-09-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Measurement of photoinduced force acting on polystyrene microsphere by carbon nanotube mechanical resonator2016

    • Author(s)
      安田正明、竹井邦晴、有江隆之、秋田成司
    • Organizer
      第51回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道立道民活動センター, 札幌
    • Year and Date
      2016-09-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Flexible heater and temperature sensor for temperature range higher than 100oC using multiwall carbon nanotube2016

    • Author(s)
      小林大起、竹井邦晴、有江隆之、秋田成司
    • Organizer
      第51回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道立道民活動センター, 札幌
    • Year and Date
      2016-09-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Single-wall carbon nanotube/polyimide thin film heater2016

    • Author(s)
      Kobayashi Daiki, Kuniharu Takei, Takayuki Arie, Seiji Akita
    • Organizer
      7th International Conference on the Science and Application of Nanotubes
    • Place of Presentation
      Vienna, Austria
    • Year and Date
      2016-08-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Resonance control of carbon nanotube cantilever on floating potential by electrostatic interaction2016

    • Author(s)
      Kenshi Inotani, Masaaki Yasuda, Kuniharu Takei, Takayuki Arie, Seiji Akita
    • Organizer
      7th International Conference on the Science and Application of Nanotubes
    • Place of Presentation
      Vienna, Austria
    • Year and Date
      2016-08-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Electrostatic actuation of electrically floating carbon nanotube cantilever2016

    • Author(s)
      Kenshi Inotani, Kuniharu Takei, Takayuki Arie, Seiji Akita
    • Organizer
      Compound Semiconductor Week (CSW2016)
    • Place of Presentation
      Toyama International Conference Center, Toyama
    • Year and Date
      2016-06-26
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Bent carbon nanotube mechanical resonator with controlled van-der-Waals Interaction2016

    • Author(s)
      A. Nagataki, K. Takei, T. Arie, S. Akita
    • Organizer
      11th Annual IEEE International Conference on Nano/Micro Engineering and Molecular Systems
    • Place of Presentation
      Hotel Matsushima Taikanso, Matsushima
    • Year and Date
      2016-04-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] ナノデバイス研究グループ

    • URL

      http://www.pe.osakafu-u.ac.jp/nanodevice-pe4/

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] 大阪府立大学工学研究科 電子物理工学分野 ナノデバイス研究グループ

    • URL

      http://www.pe.osakafu-u.ac.jp/nanodevice-pe4/

    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-04-26   Modified: 2018-12-17  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi