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指向性・周波数の動的形態可変を実現するMEMSアンテナの基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 15201033
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 マイクロ・ナノデバイス
研究機関京都大学

研究代表者

小寺 秀俊  京都大学, 工学研究科, 教授 (20252471)

研究分担者 神野 伊策  京都大学, 工学研究科, 助教授 (70346039)
鈴木 孝明  京都大学, 工学研究科, 助手 (10378797)
藤原 耕二  岡山大学, 工学部, 助教授 (20190093)
研究期間 (年度) 2003 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
50,050千円 (直接経費: 38,500千円、間接経費: 11,550千円)
2006年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2005年度: 13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
2004年度: 13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
2003年度: 12,610千円 (直接経費: 9,700千円、間接経費: 2,910千円)
キーワードMEMS / RF=MEMS / アンテナ / ミリ波 / PZT / メタメテリアル / アクチュエータ / FDTD / 指向性 / 誘電体 / スイッチ / PDMS / 数値計算 / 電磁波 / 圧電素子 / ソフトマイクロマシニング
研究概要

数十GHzの周波数の電波はミリ波と呼ばれ,さらに300GHz以上の周波数の電波はマイクロ波と呼ばる.30GHzでは電波の波長は1cmであるが,300GHzでは1mmになり,これまでのアンテナの概念からもアンテナの大きさはマイクロメートルオーダーになる.長距離の通信には高速な光LANが有力であるが,光が遮蔽物を越えることが困難であるため,携帯デバイスとのラスト5mでは電波を利用する必要がある.このラスト5mの高速通信を実現するのがGHz〜THzまでのミリ波及びマイクロ波であるが,高周波の電波は指向性が強いために,電波の方向に常にアンテナの指向性をあわせておく必要がある.従来のパッチアンテナ等ではアンテナの方向や周波数を動的に変化させることは困難であり,モバイルデバイスや生体に埋め込むことができるインプランタブルホスピタル用μTASにおいてこの帯域の電波を利用することは困難である.もし,これらの指向性の問題を解決するともに周波数までも可変な高周波用アンテナをナノ・マイクロマシン技術を利用して実現することができれば,産業・医療等多くの分野における無線ITの利用技術や機器の構造に大きく影響し,世界に先んじて数十GHz〜数THz帯の電波の応用に関する知的財産を得ることができることから,その影響範囲は広く,関連する多くの分野に貢献できる.
先行研究では、まずミリ波領城を対象とした動的指向性可変アンテナの基礎研究としてシリコンをエッチングして作製する方法を検討し,さらに誘電体を移動させることによる動的可変アンテナの構造を検討た。その研究成果をもとに本研究では,より簡便な新たな構造として,強誘電体の誘電率が温度により変化することに着目し,誘電体をマイクロヒータで加熱することにより,漏れアンテナの指向性を動的に可変にする構造を検討した。漏れアンテナの構造を検討するために,CIP法を用いたアンテナ解析システムも開発した。

報告書

(5件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2007 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (27件) 文献書誌 (1件)

  • [雑誌論文] Piezoelectric unimorph miroactuators with X-shaped structure composed of PZT thin films2007

    • 著者名/発表者名
      I.Kanno, Y.Tazawa, T.Suzuki, H.Kotera
    • 雑誌名

      Microsystem technologies (In Printing)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Piezoelectric unimorph miroactuators with X-shaped structure composed of PZT thin films2007

    • 著者名/発表者名
      Isaku Kanno, Yoshiro Tazawa, Takaaki Suzuki, Hidetoshi Kotera
    • 雑誌名

      Microsystem Technologies (On line)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 低電圧駆動型指向性可変ミリ波アンテナのための基礎的研究(誘電体の局所温度場を制御するマイクロヒータ)2007

    • 著者名/発表者名
      平丸大介, 鈴木孝明, 神野伊策, 小寺秀俊
    • 雑誌名

      日本AEM学会誌 (掲載確定)

    • NAID

      110006291384

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Characterization of Pb(Zr,Ti)O-3 thin films deposited on stainless steel substrates by RF-magnetron sputtering for MEMS applications2006

    • 著者名/発表者名
      Suzuki T, Kanno I, Loverich JJ, Kotera H, Wasa K
    • 雑誌名

      SENSORS AND ACTUATORS A-PHYSICAL 125 (2)

      ページ: 382-386

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electric field-induced strain of PbZrO3 films2006

    • 著者名/発表者名
      Isaku Kanno, Takashi Inoue, Takaaki Suzuki, Hidetoshi Kotera, Kiyotaka Wasa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 45 (9B)

      ページ: 7258-7261

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Piezoelectric microactuators composed of PZT thin films on Si substrates2006

    • 著者名/発表者名
      Isaku Kanno, Yoshiro Tazawa, Takaaki Kunisawa, Takaaki Suzuki, Hidetoshi Kotera
    • 雑誌名

      MIPE2006

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hidetoshi Kotera and Kiyotaka Wasa, Electric field-induced strain of PbZrO3 films2006

    • 著者名/発表者名
      Isaku Kanno, Takashi Inoue, Takaaki Suzuki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Piezoelectric unimorph miroactuators with X-shaped structure composed of PZT thin films2006

    • 著者名/発表者名
      Kanno, Y.Tazawa, T.Suzuki, H.Kotera
    • 雑誌名

      Microsystem technologies

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Characterization of Pb(Zr, Ti)03 thin films deposited on stainless steel substrates by RF-magnetron sputtering for MEMS applications2006

    • 著者名/発表者名
      Suzuki T, Kanno I, Loverich JJ, Kotera H, Wasa K
    • 雑誌名

      SENSORS AND ACTUATORS A-PHYSICAL 125, 2

      ページ: 382-386

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Piezoelectric microactuators composed of PZT thin films on Si substrates2006

    • 著者名/発表者名
      Isaku Kanno, Yoshiro Tazawa, Takaaki Kunisawa, Takaaki Suzuki, Hidetoshi Kotera
    • 雑誌名

      2006 ASME/JSME Joint Conference on Micromechatronics for Information and Precision Equipment (MIPE2006)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electric field-induced strain of PbZr03 films2006

    • 著者名/発表者名
      Isaku Kanno, Takashi Inoue, Takaaki Suzuki, Hidetoshi Kotera, Kiyotaka Wasa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics Vol. 45, No. 9B

      ページ: 7258-7261

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Characterization of Pb(Zr,Ti)O-3 thin films deposited on stainless steel substrates by RF-magnetron sputtering for MEMS applications2006

    • 著者名/発表者名
      Suzuki T, Kanno I, Loverich JJ, Kotera H, Wasa K
    • 雑誌名

      SENSORS AND ACTUATORS A-PHYSICAL 125(2)

      ページ: 382-386

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Characterization of transverse piezoelectric properties of c-axis oriented PbTiO3 thin films2005

    • 著者名/発表者名
      Kanno I, Kogure S, Tabata D, Nakano K, Suzuki T, Kotera H, Wasa
    • 雑誌名

      FERROELECTRICS 327

      ページ: 91-95

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Intrinsic crystalline structure of epitaxial Pb(Zr,Ti)O3 thin film2005

    • 著者名/発表者名
      Isaku Kanno, Hidetoshi Kotera, Kiyotaka Wasa
    • 雑誌名

      Journal of Applied physics Vol.97,No.7

      ページ: 97-101

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Intrinsic crystalline structure of epitaxial Pb(Zr, Ti)03 thin film2005

    • 著者名/発表者名
      Isaku Kanno, Hidetoshi Kotera, Kiyotaka Wasa
    • 雑誌名

      Journal of Applied physics Vol.97,No.7

      ページ: 97-101

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Intrinsic crystalline structure of epitaxial Pb(Zr,Ti)O3 thin films2005

    • 著者名/発表者名
      Isaku Kanno, Hidetoshi Kotera, Kiyotaka Wasa
    • 雑誌名

      Journal of Applied physics Vol.97, No.7

      ページ: 97-101

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Characterization of transverse piezoelectric properties of c-axis oriented PbTiO3 thin films2005

    • 著者名/発表者名
      Kanno I, Kogure S, Tabata D, Nakano K, Suzuki T, Kotera H, Wasa K
    • 雑誌名

      FERROELECTRICS 327

      ページ: 91-95

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] RF-MEMSの設計・製造技術2004

    • 著者名/発表者名
      神野伊策, 小寺秀俊
    • 雑誌名

      精密工学会誌 70, 9

      ページ: 1146-1149

    • NAID

      110001368591

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Low-Voltage Actuation of RF-MEMS Switch Using Piezoelectric PZT Thin Films2004

    • 著者名/発表者名
      Isaku Kanno, Hironobu Endo, Hidetoshi Kotera
    • 雑誌名

      Production von Leiterplatten Und Systemen 3

      ページ: 457-459

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Design and Fabrication of RF-MEMS2004

    • 著者名/発表者名
      Isaku Kanno, Hidetoshi Kotera
    • 雑誌名

      Precision engineering 70,9

      ページ: 1146-1149

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Frequency and Directivity Reconfigurable Antenna for Millimeter-Wave2004

    • 著者名/発表者名
      H.Kotera, I Kannno, S Fukuda
    • 雑誌名

      Micro System Technologies

      ページ: 526-528

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Thermodynamic study of c-axis-orientated epitaxial Pb(Zr,Ti)O_3 thin films2004

    • 著者名/発表者名
      Isaku Kanno, Yu Yokokawa, Hidetoshi Kotera
    • 雑誌名

      Physical Review B Volume 69, Number 6

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Low-Voltage actuator of RF-MEMS Switch using Piezoelectirc PZT thin films2003

    • 著者名/発表者名
      Isaku Kanno, Endo, Hidetoshi Kotera
    • 雑誌名

      Micro System Technologies2003

      ページ: 529-531

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Frequency and Directivity Reconfigurable Antenna for Millimeter-Wave2003

    • 著者名/発表者名
      Hidetoshi Kotera, Isaku Kanno, Yoshihisa Fukuda
    • 雑誌名

      Micro System Technologies2003

      ページ: 526-528

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Measurement of transverse piezoelectric properties of PZT thin film2003

    • 著者名/発表者名
      Isaku Kanno, Hidetoshi Kotera, Kiyotaka Wasa
    • 雑誌名

      Sensor and Atuator A107

      ページ: 68-74

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystallographic characterization of epitaxial Pb(Zr,Ti)O_3 films with different Zr/Ti ratio grown by radio-frequency-magnetron sputtering2003

    • 著者名/発表者名
      I.Kannno, H.Kotera, K.Wasa, T.Matsunaga, T.Kamada, R.Takayama
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics Vol.93, No.7

      ページ: 4091-4096

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Measurement of transverse piezoelectric properties of PZT thin film2003

    • 著者名/発表者名
      Isaku Kanno, Hidetoshi Kotera, Kiyotaka Wase
    • 雑誌名

      Sensor and Atuator A107

      ページ: 68-74

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Isaku Kanno, Endo, Hidetoshi Kotera: "Low-Voltage actuator of RF-MEMS Switch using Piezoelectirc PZT thin films"Micro System Technologies. 529-531 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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