| 研究課題/領域番号 |
07650306
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
知能機械学・機械システム
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
小寺 秀俊 京都大学, 工学研究科, 助教授 (20252471)
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| 研究分担者 |
島 進 京都大学, 工学研究科, 教授 (70026160)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1997
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| 研究課題ステータス |
完了 (1997年度)
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| 配分額 *注記 |
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1997年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1996年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1995年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
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| キーワード | 圧力センサー / マイクロマシン / 圧電 / ダイヤモンド薄膜 / ZnO薄膜 / マイクロセンサー / 有限要素法解析 / マイクロ圧力センサー / ダイヤモンド / ZnO |
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| 研究概要 |
本研究はマイクロマシン技術を用いて、微小領域の荷重及び圧力を測定するための、超微粒子型の荷重センサーを創出することを目的として、ダイヤモンド薄膜及びZnO薄膜を用いた圧力センサーの基本構造及び材料創製と圧力センサーの試作を行い、その特性評価を行ったものである。その研究成果は以下の通りである。
1)ダイヤモンド薄膜を用いた圧力センサー
ダイヤモンド基板及びダイヤモンド薄膜を用いることで、耐環境性の高い圧力センサーを実現できるため、センサーの基板として多結晶のダイヤモンド基板を用い、その上にボロンをドープすることでP型の半導体特性を示すダイヤモンド薄膜を形成し、その基板をダイヤフラム構造に加工した場合とホルダーに固定することでダイヤフラム構造を構成した。作成したセンサーは200度の温度環境下においても20以上ゲージ率を保ち、線形性も高かった。また、単結晶のダイヤモンド個体を基板として、その上にP型ダイヤモンド薄膜を形成することで、粒子型のセンサーを試作し、その圧力・変位特性についても良好な結果を得た。これらの結果、ダイヤモンド基板及びダイヤモンド薄膜からなる圧力マイクロセンサーの基盤技術を確立することができた。
2)ZnO薄膜を用いた圧力センサー
ZnO薄膜はSi基盤のみならずガラスやアルミニウム等様々な基盤の上に着けることが可能である。すなわち、ZnO薄膜を用いて圧力センサーを作成することが可能であれば、センサーを埋め込むということが不要となり、測定対象物の上にセンサーを構成することが可能となる。そこで、CVDとスパッタの2種類の成膜方法を用いて、圧電性を示すZnO薄膜の作成を試み、ド-ピングする不純物と圧電特性の関係及びスパッタにおける成膜条件が圧電特性に及ぼす影響を明らかにした。また、作成した圧電性ZnO薄膜の圧電定数を測定する方法を考案し、圧電特性の測定を行った。
これらの研究により示した2種類の圧力センサーはマイクロマシン技術を用いておりさらに小型化することで微粒子化が可能であることを示した。
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