2014 Fiscal Year Research-status Report
ナノ結晶による1GHzMEMS金属共振器のエネルギ損失機構の研究
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26390041
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
谷川 紘 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 教授 (00469199)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
肥後 矢吉 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 教授 (30016802)
鈴木 健一郎 立命館大学, 理工学部, 教授 (70388122)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | MEMS / 共振器 / ラメモード / Q値 / フィードスルー電流 / 寄生容量 / ネットワークアナライザ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
MEMS共振器は実際の応用では電気信号の共振現象として検出される。本年、機械信号を電気信号に変換する機構を詳細に検討するために、RF回路を試作しこれをMEMS共振器に搭載して共振器の電気信号出力の共振現象を研究することにした。
試作したMEMS共振器は１２MHｚのラメ振動モードをもつデバイスであり、駆動電圧を低減するために、共振プレートを支持するサスペンションのばね定数を従来のものよりも約1/9小さく設計した。この結果、印加するDC電圧を約1/3に減少させることができた。
次に、MEMS共振器を通過した電気信号を試作RF回路を介して、ネットワークアナライザを用いて評価した。微小な電気信号を測定するためにはMEMS共振器に存する寄生容量を除去することが必須である。我々は2ポート構成を利用して寄生容量除去を実施した。得られた電気信号のS21は-48dB程度のレベルにあり、共振周波数では0.05dB増大した。すなわち、共振現象を電気信号から観測することに成功した。しかし、ノイズフロアが大きいために、共振器のQ値を電気信号から測定することができなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
デバイスを試作し、それを共振させることに成功した。一方、RF回路の試作にはいろいろとノウハウが必要とされることから、今回試作した回路のノイズフロアが予想よりも大きく、共振器の詳細な特性評価ができなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
RF回路の改善を行い、ノイズフロアが-100dB以下となるようにノイズフロアを低減させる。
この評価系を用いて単結晶シリコン単体の共振器のQ値を正確に評価する。そして、同じ構造寸法をもつめっき金属共振器を作製し、単結晶シリコンのQ値に比較してめっき金属共振器のQ値がどのようなものであるかを比較する。このデータから共振器のQ値を決定する機構を材料科学の観点から考察する。
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