2015 Fiscal Year Research-status Report
圧電PZT薄膜の超多層積層成膜およびMEMSデバイスへの応用
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26420204
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
神田 健介 兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20446735)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前中 一介 兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70173721)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | チタン酸ジルコン酸鉛 / 薄膜 / 多層積層 / アクチュエータ / MEMS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
チタン酸ジルコン酸鉛（PZT）薄膜と電極膜の多層積層構造の実現を目指している。初年度にすでに6層のPZT膜の積層に成功し、各層が良好な圧電・強誘電特性を有していることを確認している。今年度は、さらなる多層化に向けた残留応力の抑制のための条件検討を中心に行った。低温スパッタリング成膜やアニール処理の特性に及ぼす影響などを明らかにし、従来の半分程度の残留応力でPZT薄膜が成膜可能であることが確認できた。
また、この多層積層PZT薄膜のデバイス応用についても検討を行った。人に振動刺激を伝達可能なMEMS圧電ハプティクスデバイスの実現可能性についての調査を行い、PZT薄膜であっても人が十分に近く可能な振動刺激を与えることが可能であることを明らかにした。具体的な調査に際しては、大きな運動エネルギを生じることを可能にするために樹脂とPZT薄膜の積層MEMS構造を試作し、実体顕微鏡でも観察可能なほど大きな変位で共振駆動をさせた。指とデバイスとの接触状態が一定になるよう配置したところ、被験者全員が振動を感知した。本デバイスは従来の筐体を振動させるハプティクスデバイスと異なり、直接刺激であることから低消費電力化が可能であり、電源に限りがあるウェアラブルデバイスに利用可能であると考えられる。他にも、ジャイロのようなアクチュエータを伴うMEMSデバイスにおける振動の自由度を向上させるための側面方向アクチュエータの基礎的評価も行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初より有していたPZT薄膜の2層成膜技術がより多層にもそのまま適用できたため、初年度より計画以上に進んでいる。現段階では応用デバイス開発による積層技術の有効性検証も順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
MEMSハプティクスデバイスを一つのアプリケーションターゲットと定め、研究を推進する。すでに基礎検討は今年度実施できたので、最適設計を行うことでこれまでにない優れたデバイスの実現を目指す。
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