2021 Fiscal Year Annual Research Report
High-Q・高帯電MEMS共振子を同調回路に用いた標準電波の電波発電技術
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19H02570
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
橋口 原 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (70314903)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | MEMS振動子 / エレクトレット / ワイングラスモード / 電波受信 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電波発電を目的として、MEMS共振子による同調回路により標準電波を受信し、蓄電する技術開発を行った。ワイングラスモードのリング振動子をSOI基板を用いて作製し、独自開発したカリウムイオンエレクトレット法によりバイアス電場を与え、2万以上のクオリティファクターを有するMEMS共振子を作製した。これにより6倍程度の昇圧特性を観測した。さらなる特性向上を目的として、電極間浮遊容量を抑制する構造として、ハンドル層に埋め込み酸化膜を形成する技術を開発した。この技術は平均直径0.84μｍのシリコン粉末と、応力緩和のために軟化温度783℃のフリットガラスを、7:3の比で混合した粉末ペーストを、予めハンドル層に設けた絶縁部の開口にひき詰め、その後水蒸気酸化することで、酸化絶縁材料からなる埋め込み絶縁構造を設けるものである。これにより浮遊容量を、絶縁構造なしの素子の3%程度まで低減することができた。さらにこの手法により、共振のクオリティファクターが3万を超える素子の作製に成功した。しかしながら、疑似的な電波の受信実験では、外付け回路の影響が排除できないため、クリティファクターは大幅に低下してしまった。そこで、3端子電極構成とし、静電トランス動作で実験を行った。作製した素子において、標準電波信号の疑似信号を受信する実験では、受信電流の3.5倍の増大効果を確認した。最終的に実際の標準電波をパソコンにて発生させ、キャパシタンスに充電する実験を実施し、MEMS振動子を共振させることで、充電可能であることを確認した。、
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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
(1 results)
