2021 Fiscal Year Annual Research Report
Research about ultra-high hermetic seal bonding for microcavity by quantum sensing
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19H02045
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
倉島 優一 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究グループ長 (70408730)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松前 貴司 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (10807431)
柳町 真也 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 上級主任研究員 (70358216)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | マイクロデバイス / 気密封止 / 接合 / 量子干渉効果 / ゲッター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度となる本年度は開発してきた気密封止接合技術により封止された微小キャビティ空間内部の圧力を量子干渉効果に基づくCPT共鳴現象により評価した。
気密封止接合：23mm角で厚さ2mmのサファイア基板（セル基板）にφ2mmの貫通穴を2箇所開け、その両側を24mm角で厚さ0.25mmのサファイア基板（封止基板）を用いて気密封止をした。2つの貫通穴は気密封止接合後にCsの蒸気が移動できる構造とした。
第1の接合：セル基板及び封止基板の両側に接合界面がAuとなるようにAu/Pt/Tiをスパッタ成膜した後に表面活性化処理を行い大気雰囲気中でピンセットにより接合面を加圧して表面活性化常温接合をした。
第2の接合：第1の接合で作製した基板及び封止基板の両方の接合面に第1の接合と同じ金属をスパッタ製膜した後、ゲッター及びCsディスペンサを第1の接合で作製した基板の穴の一方に挿入した。真空中で脱ガス処理した後にNeバッファガス雰囲気中で気密封止接合後、ゲッター活性化し脱ガスを行った。
CPT共鳴測定：気密封止されているCsディスペンサにレーザーを照射してCs蒸気を放出させた。上述の方法で作製したガスセルの温度を63度としてCPT共鳴を測定したところ、9192715130HzにCsの共鳴が観測され、このCs共鳴周波数から微小キャビティ中のガス圧を求めると18.524 kPaであることが分かった。7日後に同様にCPT共鳴を測定したところ微小キャビティ中の圧力は18.513 kPaであった。このことより本接合技術によりCsを高気密で封止可能であることが分かった。共鳴周波数が変動している原因については、バッファガスシフトよりも温度シフトによるものが支配的であると考えられる。このため高精度な恒温槽にガスセルを入れて測定することにより、さらに高精度な微小キャビティ中の圧力変動を評価可能であると考えられる。
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| Research Progress Status |
令和3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 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(4 results)
