2017 Fiscal Year Annual Research Report
A MEMS Tunable Resonator Array for THz Spatial Modulators
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15H03984
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
年吉 洋 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (50282603)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | MEMS / THz / マイクロマシン / テラヘルツ光 / メタマテリアル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は「ＭＥＭＳ可変共振子アレイによるテラヘルツ光空間変調デバイス」と題し、微小電気機械システム技術を用いてテラヘルツ光向けの可変透過光学フィルタの設計・製作・評価を実施した。周波数１００ＧＨｚから１０ＴＨｚのテラヘルツ周波数帯では、物質の分子構造によって吸収スペクトルが敏感に変化するため、特定波長の透過率から材料組成の推測が可能である。しかしながら同技術の普及には、テラヘルツ光学系の小型化・高機能化が必要であることから、本研究ではテラヘルツ光を空間走査する透過型の変調器をＭＥＭＳ技術で実現する研究に取り組んだ。
本研究ではまず、金属系材料の表面マイクロマシニングにより石英基板上に静電駆動型のＭＥＭＳ－ＳＲＲ構造を製作し、そのＬＣ共振特性を電気機械的に制御することで、特定周波数のテラヘルツ光に対するＯＮ／ＯＦＦ透過フィルタとして利用する方法を理論的、実験的に検討した。さらに本研究では、上記の方法で設計したデバイスを実際にマイクロマシニング製作する研究を行った。デバイスの作製には、ガラス基板上に金属材料系の表面マイクロマシニング技術を使って集積化するための設計・製作技術を製造誤差の影響も含めて設計・製作技術を構築した。とくに、フォトレジストを犠牲層として、金属（Ｃｒ／Ａｕ）の構造体を酸素アッシングでリリースする方法を採用し、歩留まり９０％を実現した。また、素子内のキャパシタ材料を静電破壊しないように、１０Ｖ程度の定電圧でＭＥＭＳ－ＳＲＲを静電駆動することに成功した。さらに、共振子によるテラヘルツ光の反射だけでなく、特定周波数のみを透過するバンドパスフィルタを製作し、その特性を評価した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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