2021 Fiscal Year Annual Research Report
Research on MEMS devices utilizing thick film permanent magnet
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19H00738
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
進士 忠彦 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (60272720)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中野 正基 長崎大学, 工学研究科, 教授 (20274623)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 磁石 / 微細加工 / 微細着磁 / マイクロモータ / レーザ加熱 / マイクロポンプ / 磁気スタンプ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
MEMSデバイスにおいて，アクチュエータやセンサで一般に使われるネオジム磁石の活用が不十分である．申請者らは，その理由として，１）厚さ数十～数百μｍの高性能ネオジム磁石を製造する技術が十分開発されていない，２）１）の厚みの磁石を，反磁界の影響を低減した形に，微細加工，微細着磁する技術が未開発，３）サブミリサイズの磁石を用いたデバイスの応用先の探索とそのデバイスの設計・製造法の検討が十分 に行われていないためであると考えている．本研究では，スマートフォンカメラ用マイクロアクチュエータ，IoTや体内植え込みデバイス用エナジーハーベスターなどを開発対象に，厚膜磁石を活用したMEMSデバイスの設計，磁石成膜・加工・着磁，製造技術を総合的に検討している．
2021年度は，PLD法により厚膜堆積したNdFeB磁石や基板との剥離の問題などを昨年に引き続き検討するとともに，アーク放電を用いた大面積化堆積の準備を進めるとともに，堆積した磁石の強度評価の検討も進めている．また，SmCo磁石にレーザアシスト着磁した磁気パターンをマスターとして，高温環境中で，ターゲットのネオジム磁石に磁気パターンを転写する予備実験をバルクのネオジム磁石に対して行い，その実験結果と理想値を比較することから，着磁モデルの構築を始めている．また，デバイス製作に関しては，マイクロモータ用のリング磁石へのハルバッハ着磁法の開発など進めており，Φ１０の等方性ネオジム磁石に４０極の着磁に成功，また，微小磁石を用いたマイクロポンプの開発なども並行して進めている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
提案した内容に関しては，順調に結果が得られている．
また，当初，ネオジム磁石の成膜・評価を中心として進めていたが，FePt磁石の成膜を試行的に行ったものに引張試験を実施したところ，ネオジム磁石と比べ１０倍以上の強度を確認した．MEMS磁石として，耐食性，耐衝撃性，強度が必要な部分に極めて有効であることが判明した．今後，その点も含め，検討を進めたいと考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
磁石成膜，微細加工・微細着磁（レーザ局所加熱法や磁気スタンプ法），デバイス応用の３本柱をバランスよく進め，各項目での気づき，発見，成果を，他の項目にフィードバックして相乗効果で成果を拡大していきたい．
また，磁石に関しては，ネオジム磁石にのみ着目していたが，MEMS用磁石として，興味深い他の磁石材料も出てきており，材料の選択の幅を広げていく予定である．
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