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2013 Fiscal Year Annual Research Report

ピコリットル液量制御30GHz帯域MEMS可変キャパシタの研究

Research Project

Project/Area Number 23360165
Research InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

鈴木 健一郎  立命館大学, 理工学部, 教授 (70388122)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
KeywordsRF-MEMS / 可変キャパシタ / 流体 / 静電容量 / RFフィルタ / 表面張力 / 毛管現象 / ファンデルワールス力
Research Abstract

開発した流体可変キャパシタを使用した可変帯域除去フィルタ(BEF)の開発を行った。これは、1-10GHzの周波数帯域に適用できるものであり、可変キャパシタに加えてインダクタを集積化して作製した。
可変キャパシタは20μmギャップをもつ二つの平行電極の間に水を搬送するものであり、理論的に80倍の静電容量可変率(CCR)をもっている。試作したデバイスでは、寄生容量の影響によってCCRが31に低下することがわかった。しかし、この高い周波数帯域では世界最高のCCRに相当する。この大きな可変率をもつ可変キャパシタを搭載したBEFは、簡略な構成であるにも関わらず、静電容量が増大するにしたがって中心周波数が4.52から0.92GHzまで変化した。これは4.9倍のフィルタ中心周波数変化率をもつフィルタ特性であり、研究者の知る限り、世界最高の値である。
この研究成果は、20μmという狭いギャップに水を搬送したこと、10GHzという高い周波数において水を使用した可変キャパシタが正常に動作することを初めて実証したことにおいて革新的なものである。また、この成果の実際的な応用実証に成功したことも十分に評価されるべきものである。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (7 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] 1-5GHz monolithic multifrequency-variable band elimination filter2014

    • Author(s)
      Yuuki Yamada, Tatsuya Yamanaka, Takashi Furutsuka, and Kenichiro Suzuki
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 53 Pages: 1-8

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Variable Resonant Frequency Selection for Fishbone-Shaped Microelectromechanical system Resonator Based on Multi-Physics Simulation2013

    • Author(s)
      S. Kuroda, N. Suzuki, H. Tanigawa, and K. Suzuki
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 52 Pages: 06GL14: 1-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Higher-order Vibrational Mode Frequency Tuning Utilizing Fishbone-shaped Microelectromechanical Systems Resonator2013

    • Author(s)
      Naoya Suzuki, Hiroshi Tanigawa, and Kenichiro Suzuki
    • Journal Title

      J. Micromech. Microeng.

      Volume: 23 Pages: 045018

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] A widely frequency variable UHF bandpass filter with fluid MEMS capacitors2013

    • Author(s)
      T. Nishimura, Y. Yamada, Y. Furuno, T. Furutsuka, and K. Suzuki
    • Organizer
      the 5th Integrated MEMS Symposium
    • Place of Presentation
      Sendai International Center, Miyagi
    • Year and Date
      2013-11-05
  • [Presentation] A fluid MEMS switch utilizing droplet elongation2013

    • Author(s)
      Y. Morikawa, Y. Yamada, Y. Furuno, T. Furutusuka, and K. Suzuki
    • Organizer
      the 30th Sensor Symposium
    • Place of Presentation
      Sendai International Center, Miyagi
    • Year and Date
      2013-11-05
  • [Presentation] 2 - 6 GHz Monolithic Multi-frequency-variable Band Elimination Filter Utilizing Fluid Microelectromechanical System Variable Capacitors

    • Author(s)
      Y. Yamada, T. Yamanaka, T. Furutsuka, and K. Suzuki
    • Organizer
      2013 International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • Place of Presentation
      Royton sapporo, Hokkaido
  • [Presentation] ミリ波帯フェーズドアレイアンテナ(PAA)と高周波可変フィルタへのMEMS技術の展開

    • Author(s)
      鈴木健一郎
    • Organizer
      IEEE AP-S Kansai Chapter
    • Place of Presentation
      Ritsumeikan University, Kyoto
    • Invited

URL: 

Published: 2015-05-28  

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