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カシミア力で駆動される量子アクチュエータの光制御

研究課題

研究課題/領域番号 17760057
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 応用物理学一般
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

乾 徳夫  兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70275311)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2007年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2006年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2005年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワードCasiiir力 / Casimir効果 / アクチュエータ / シリコン / 光励起 / Casimir力
研究概要

Casimir力は量子効果により発生する力である.古典的な電磁気力が存在しない場合はこの力がサミクロンレンジにおけるマイクロメカニズムの運動をほぼ決定するため,近年,MEMSの研究において注目されている。本研究は半導体間に作用するCasimir力が光照射によってどのように変化するかについて調べた。本年度の研究成果を下記に列挙する。
(1)シリコン間に作用する力の光照射下における測定:これまで,光照射下において微小な力を計測することは困難であった。その理由は光を1μm以下に接近した二つのシリコン間に照射することと熱膨張の低減を同時に実現する必要があったからである。この二つの問題を厚さが4μmのシリコン膜をドラムレンズで押し当てて変形させることにより解決した。実験結果として,光照射によりシリコン間に作用する引力が小さくなることが分かった。この結果は当初予期していたものと逆の結果ではあるが,光により量子アクチュエータが制御できることが明らかになった。
(2)真空中におけるCasimir力測定用カンチレバーの動特性評価:大気による外乱を避けるため,光リソグラフィエッチング法で自作したカンチレバーの共振特性を今年度新たに製作した真空実験装置内で測定し,Q値の向上と引力による周波数シフトを確認した。これにより今後Casimir力測定精度の向上が期待できる。
(3)Casimir力および光イオン注入に関する理論研究:本研究では光イオン注入法によりCasimir力が変化することを利用している。それに関係して光イオン注入で駆動する微小モータの提案を行った。さらに,アクチュエータの構造がCasimir力に及ぼす影響を調べるため,三角形の断面を有する共振器内のCasimirエネルギーについて計算を行った。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Casimir Energy of the Massless Scalar Field Confined in an Equilateral Triangular Domain2007

    • 著者名/発表者名
      Norio Inui
    • 雑誌名

      Journal Physical Society of Japan 76

      ページ: 114002-114010

    • NAID

      110006530731

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Change in the Casimir force between semiconductive bodies by irradiation2007

    • 著者名/発表者名
      Norio Inui
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series 89

      ページ: 12018-12030

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electric Polarization Resulting from the Casimir Effect2006

    • 著者名/発表者名
      Norio Inui
    • 雑誌名

      Journal Physical Society of Japan 75・8

      ページ: 84004-84004

    • NAID

      110004799202

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Charge Density Dependence of Photoinduced Stress in Semiconductors2006

    • 著者名/発表者名
      Norio Inui
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 45・3A

      ページ: 1675-1675

    • NAID

      40007177923

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Casimir Force between a Metallic Sphere and a Semiconductive Plate Illuminated with Gaussian Beam2006

    • 著者名/発表者名
      Norio Inui
    • 雑誌名

      Journal Physical Society of Japan 75・2

      ページ: 24004-24004

    • NAID

      110004086866

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] 不均質誘電体の表面ブラズモンに伴うCasimirエネルギー2008

    • 著者名/発表者名
      乾 徳夫
    • 学会等名
      日本物理学会2008年年次大会講演
    • 発表場所
      日本・大阪
    • 年月日
      2008-03-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Change in the Casimir force between semiconductive bodies by irradiation2007

    • 著者名/発表者名
      Norio Inui
    • 学会等名
      International conference on science offriction
    • 発表場所
      日本・愛知県
    • 年月日
      2007-09-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Enhancement of the Casimir Force between Silicon by Irradiation2007

    • 著者名/発表者名
      Norio Inui
    • 学会等名
      23th International Conference on Statistical Physics
    • 発表場所
      イタリア・ジェノバ
    • 年月日
      2007-07-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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