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本研究で目的とする「ナノメカニカル振動子を用いた光の放射圧の高感度検出」の実現を目指し、微小荷重検出のためのナノメカニカル振動子および振動子センサの設計および作製を実施した。具体的には2本の梁を対向させて配置して直流電圧で結合した検出デバイスを設計し、電子線リソグラフィを用いたプロセスによりデバイス構造を作製した。本デバイスは一方の梁への光の放射圧印加によって生じるたわみを、梁間に生じるクーロン力の変化を介して他方の梁(ナノメカニカル振動子)の共振周波数変化として検出するものである。SOI基板上にクロムを材料として形成した試作デバイスにおいて、出力1mWのレーザー照射による振動子の共振周波数変化が観測された。ただし本結果はレーザー照射による熱の影響を受けたと推定されるものである。高感度放射圧検出実現のためには材料改質などによるデバイス構造の熱変形の排除が重要となる。
一方、このような振動子センサによる微小物理量検出実現のためには、一般に振動子の高性能化が求められる。本研究では振動子センサ高性能化のため、振動子のエネルギー損失の小ささを表す指標であるQ値に着目し、ナノメカニカル振動子の高Q値化に関する実験についても実施した。具体的には高Q値化を実現する振動子構造のひとつとして音叉構造に着目し、音叉型ナノメカニカル振動子の作製および振動特性評価を行った。その結果、真空中ならびに大気中における音叉型ナノメカニカル振動子の高Q値化の効果が実証された。本結果は学会発表および論文発表が行われた。また、同様にリング型ナノメカニカル振動子についても高Q値化を目指した作製および振動特性評価を実施し、これらの結果の学会発表を行った。
以上のように、本研究では光の放射圧検出デバイスの設計および作製が進められた。またナノメカニカル振動子の高0値化に関する新たか知見が鼠出された.
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