2020 Fiscal Year Research-status Report
Proof of concept of bottom-up IoT with energy-harvesting micro-nodes
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19K22844
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
徳田 崇 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (50314539)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | IoT / エナジーハーベスティング / 光電力伝送 / CMOS / センサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、『ボトムアップ型IoT=すべてのモノの情報化』につながる基礎実証を目的としている。2020年度は、2019年度に実現した技術について検討を進めた。主要な実績は以下の2つの研究項目となる。
①専用光起電力チップの実現を進めた。2019年に基本的な発電性能を確認したデバイス構造を、実現したDRIE(深堀エッチング)を含むプロセスフローを組み合わせた集積化光起電力チップの試作・評価・プロセス最適化を行った。試作においてオーバーエッチングや電極劣化などの問題を把握し、解決のための改善を実施した。2021年3月時点でデバイス試作に成功したが、起電力がやや低いため、2021年度にさらに改善を進める。
②2019年度に設計したチップの評価を行い、これに基づいた回路改善を進めた。従前の技術ではチップ動作電力を得るための太陽電池ラダー以外にバイアス電位を発生する別の超小型太陽電池ラダーを必要としていたものを、回路デザインの改善によって、超低消費電力での内部バイアス生成に成功し、これによる自律的・光量適応的スイッチングを達成した。さらに新しい回路方式を考案し、回路設計・試作を行った。当該回路ではスイッチング時の過渡電流によってスイッチングが抑制される効果を排除しうる可能性があり、本研究における最大の技術課題である、低照射時における動作を保証することができると期待される。当該回路については2021年度に評価・改善を行っていく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2019年度から継続して、本研究の目的である環境光動作の根幹となる『超小型エナジーハーベスティングプラットフォーム』の開発を進めており、着実な回路技術の進展とデータを得ている。2019年4月の所属機関移動後の研究環境立ち上げも完成しており、おおむね計画に沿った研究を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019-2020年度から引き続き、①専用光起電力チップの実現、②低リークで、低照射でのスイッチングが可能な光エナジーハーベスティング技術について開発を進め、完成させる。またシステムに搭載するディジタルプロセッシング・ロジックシステム、パッケージング、および通信回路についても基礎実証を行う。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルス感染拡大に伴う物品調達時期の変更のため。研究の進行には影響はない。
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