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高性能チップスケール原子デバイスを実現するガスセル作製法の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 16K17502
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 ナノマイクロシステム
研究機関京都大学

研究代表者

平井 義和  京都大学, 工学研究科, 助教 (40452271)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードナノマイクロ加工 / 原子時計 / 原子磁気センサ / CPT共鳴 / 三次元微細加工 / ガスセル / MEMS / アルカリ金属 / 計測工学 / マイクロ・ナノデバイス / 先端機能デバイス / 応用光学・量子光工学
研究成果の概要

アルカリ金属ガスをシリコンとガラスで作製したセルに封入した「MEMS型ガスセル」は、小型原子時計や高感度磁気センサの心臓部として使用される。そのため、高性能な小型原子デバイスを作製するには、微細加工技術によるガスセル作製法が重要である。本研究では、多孔質アルミナやシリコンの三次元構造にアルカリ金属アジ化物の結晶を析出したアルカリ金属生成源を開発し、この生成源とプラズマ陽極接合を融合したウェハレベルのガスセル作製法を確立した。提案手法ではMEMS型ガスセルが高効率かつ低温で作製できることを実証したとともに、小型原子デバイスの高性能化につながる作製法であることも明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果発表報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Characterization of Alkali-Metal Vapor Cells Fabricated with an Alkali-Metal Source Tablet2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Ban, Yoshikazu Hirai, Kazuya Tsujimoto, Akira Terao, Natsuhiko Mizutani, Tetsuo Kobayashi, Osamu Tabata
    • 雑誌名

      Journal of Vacuum Science & Technology A

      巻: 34 号: 6 ページ: 061601-061601

    • DOI

      10.1116/1.4963108

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Alkali Metal Dispenser Utilizing Scalloped Silicon Groove for Microfabricated Vapor Cells2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu Hirai, Katsuo Nakamura, Yuichi Kimoto, Toshiyuki Tsuchiya, Osamu Tabata
    • 学会等名
      2018 IEEE International Frequency Control Symposium (IFCS 2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Low-Temperature Alkali Metal Production Utilizing Scalloped Silicon Grooves for Microfabricated Alkali Vapor Cells2018

    • 著者名/発表者名
      [111]Yoshikazu Hirai, Katsuo Nakamura, Yuichi Kimoto, Toshiyuki Tsuchiya, Osamu Tabata
    • 学会等名
      Asia-Pacific Conference of Transducers and Micro-Nano Technology 2018 (APCOT 2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microfabrication of Cs-Filled MEMS Cell Using Sequential Plasma Activated Bonding2017

    • 著者名/発表者名
      Kenta Terashima, Yoshikazu Hirai, Toshiyuki Tsuchiya, Osamu Tabata
    • 学会等名
      The 31st European Frequency and Time Forum and the 71st consecutive meeting of the IEEE International Frequency Control Symposium (EFTF-IFCS 2017)
    • 発表場所
      Besancon, France
    • 年月日
      2017-07-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Low Temperature, Wafer-Level Process of Alkali-Metal Vapor Cells for Micro-Fabricated Atomic Clocks2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu Hirai, Kenta Terashima, Katsuo Nakamura, Toshiyuki Tsuchiya, Osamu Tabata
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Solid-State Sensors Actuators and Microsystems (Transducers’17)
    • 発表場所
      Kaohsiung, Taiwan
    • 年月日
      2017-06-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多孔質アルミナ製Cs生成源を使ったCSAC用MEMS型ガスセルの開発2016

    • 著者名/発表者名
      寺島健太, 平井義和, 土屋智由, 田畑修
    • 学会等名
      第33回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 発表場所
      長崎県平戸市
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] 金属ガス封入セル及びその製造方法2020

    • 発明者名
      平井義和・清瀬俊
    • 権利者名
      京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-185571
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-04-15  

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