• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

厚膜磁石を活用したMEMSデバイスの総合的研究

研究課題

研究課題/領域番号 19H00738
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
研究機関東京工業大学

研究代表者

進士 忠彦  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (60272720)

研究分担者 中野 正基  長崎大学, 工学研究科, 教授 (20274623)
韓 冬  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特任助教 (50825263)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
45,110千円 (直接経費: 34,700千円、間接経費: 10,410千円)
2023年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2022年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2021年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
2020年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2019年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
キーワード磁気MEMS / 厚膜磁石 / 微細着磁 / ハルバッハ磁石 / マイクロコイル / マイクロアクチュエータ / マクロ振動発電機 / 永久磁石 / 着磁 / MEMS / アクチュエータ / エネルギハーベスタ / 絞り機構 / ネオジム磁石 / 鉄白金磁石 / レーザ局所加熱 / 磁石 / NdFeB / FePt / マイクロデバイス / 微細加工 / マイクロモータ / レーザ加熱 / マイクロポンプ / 磁気スタンプ
研究開始時の研究の概要

本研究では,スマートフォンカメラ用のレンズや絞り用アクチュエータ,IoTセンサ用エナジーハーベスター(マイクロ発電機)の実現に十分寄与できる,厚膜磁石を活用したMEMSデバイスの設計,磁石の成膜,微細加工,微細着磁,案内機構やマイクロコイルの製造技術を総合的に研究する.

研究成果の概要

本研究では,スマートフォンカメラ用の手振れ補正用マイクロアクチュエータやレンズ絞り駆動用マイクロモータ,モバイルデバイス用マイクロ発電機の実現に寄与できる厚膜磁石を活用したMEMSデバイスの実現を目指し,以下の研究を実施した.1)パルスレーザ堆積法を用いた厚膜磁石の成膜条件の検討.特に,下地膜の基板密着性や磁気特性への影響に関して検討した.さらに,LIFT法による磁石転写法に関しても検討した.2)レーザ局所加熱法による微細多極着磁やハルバッハ着磁の検討,さらに,加熱中での磁気一括転写法の開発,3)磁気MEMS用案内機構や高密度・高アスペクトマイクロコイルなどの製作方法を検討した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

スマートフォンカメラの手振れ補正機構や絞り機構,モバイルデバイスのエネルギー供給に利用可能なマイクロ振動発電機に適用可能な微小な永久磁石やコイルを用いるMEMSデバイスの基盤技術の研究を実施した.これにより,スマートフォンカメラの高性能化,小形化や,スマート社会を支える分散センサのエネルギー供給の解決策を提示することができた.

報告書

(7件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 1件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 15件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Multi-pole magnetization of NdFeB magnetic elastomers via a programmable magnetic stamp inspired by movable type printing2024

    • 著者名/発表者名
      Deng Runyi、Cao Qing、Gong Guofang、Yang Huayong、Shinshi Tadahiko、Han Dong
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators A: Physical

      巻: 366 ページ: 114945-114945

    • DOI

      10.1016/j.sna.2023.114945

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Batch Fine Magnetic Pattern Transfer Method on Permanent Magnets Using Coercivity Change during Heating for Magnetic MEMS2024

    • 著者名/発表者名
      Nagai Keita、Sugita Naohiro、Shinshi Tadahiko
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 15 号: 2 ページ: 248-248

    • DOI

      10.3390/mi15020248

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Influence of Permanent Magnetic Properties on Laser-Assisted Heating Magnetization for Magnetic MEMS2023

    • 著者名/発表者名
      Nagai Keita、Sugita Naohiro、Shinshi Tadahiko
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 11 ページ: 143446-143456

    • DOI

      10.1109/access.2023.3341971

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a flexible coil based on conductive polymer composite for PDMS-based soft electromagnetic microactuators2023

    • 著者名/発表者名
      Qi Chao、Sugita Naohiro、Shinshi Tadahiko
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators A: Physical

      巻: 363 ページ: 114766-114766

    • DOI

      10.1016/j.sna.2023.114766

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nd-Fe-B Thick-Film Magnets on Si Substrates With Al-O Underlayers2023

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi H.、Higuchi K.、Kaku H.、Yamashita A.、Yanai T.、Fukunaga H.、Nagai K.、Shinshi T.、Nakano M.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 59 号: 11 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/tmag.2023.3288911

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of the magnetic properties of Nd-Fe-B/glass two-layer films deposited on Si substrates2023

    • 著者名/発表者名
      M. Nakano, K. Higuchi, H. Yamaguchi, I. Fukuda, A. Yamashita, T. Yanai, T. Shinshi, H. Fukunaga
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 13 号: 2 ページ: 025131-025131

    • DOI

      10.1063/9.0000599

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Disposable Electromagnetic Bi-Directional Micropump Utilizing a Rotating Multi-Pole Ring Magnetic Coupling2022

    • 著者名/発表者名
      Qi Chao、Sugita Naohiro、Shinshi Tadahiko
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 13 号: 10 ページ: 1565-1565

    • DOI

      10.3390/mi13101565

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Experiment and modelling of cantilever-based electromagnetic energy harvester driven by direct impact of spherical ball2022

    • 著者名/発表者名
      Sugita Naohiro、Kine Makoto、Han Dong、Shinshi Tadahiko
    • 雑誌名

      Microsystem Technologies

      巻: 28 号: 8 ページ: 1911-1923

    • DOI

      10.1007/s00542-022-05333-5

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Fe-Pt thin-sheet magnets using exfoliation behavior2022

    • 著者名/発表者名
      M. Nakano, Y. Miyahara, A. Tsuruoka, A. Yamashita, T. Yanai, T. Honda, T. Shinshi, and H. Fukunaga
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 12 号: 3 ページ: 035232-035232

    • DOI

      10.1063/9.0000303

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A MEMS-based electromagnetic membrane actuator utilizing bonded magnets with large displacement2021

    • 著者名/発表者名
      Qi Chao、Han Dong、Shinshi Tadahiko
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators A: Physical

      巻: 330 ページ: 112834-112834

    • DOI

      10.1016/j.sna.2021.112834

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Energy Scavenging From Low Frequency Vibrations Through a Multi-Pole Thin Magnet and a High-Aspect-Ratio Array Coil2020

    • 著者名/発表者名
      Han Dong、Shinshi Tadahiko、Kine Makoto
    • 雑誌名

      International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology

      巻: 8 号: 1 ページ: 139-150

    • DOI

      10.1007/s40684-020-00276-6

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microlinear Halbach Array of Thick-Film NdFeB Magnets Utilizing Local Laser Irradiation and a Direction-Changeable External Magnetic Field2020

    • 著者名/発表者名
      Han Dong、Shinshi Tadahiko、Nagai Keita、Momosaki Mizuki、Nakano Masaki
    • 雑誌名

      IEEE Magnetics Letters

      巻: 11 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/lmag.2020.3006785

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High torque micro slice motor using a multipole ring magnet2020

    • 著者名/発表者名
      Han Dong、Nagai Keita、Shinshi Tadahiko
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators A: Physical

      巻: 311 ページ: 112050-112050

    • DOI

      10.1016/j.sna.2020.112050

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of properties between Pr-Fe-B and Nd-Fe-B thick-film magnets applied to MEMS2020

    • 著者名/発表者名
      Masaki Nakano, Sho Takeichi, Takashi Yamaguchi, Keisuke Takashima, Akihiro Yamashita, Takeshi Yanai, Tadahiko Shinshi and Hirotoshi Fukunaga
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 59 号: SE ページ: SEEE01-SEEE01

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab5534

    • NAID

      120006988248

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An in-plane, large-stroke, multipole electromagnetic microactuatorrealized by guideways stacking mechanism2019

    • 著者名/発表者名
      Dong Han, Tadahiko Shinshi, Noriei Azuma, Shogo Kadota
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators A: Physical

      巻: 298 ページ: 111563-111563

    • DOI

      10.1016/j.sna.2019.111563

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] FABRICATION OF A MOVING-COIL-TYPE PDMS-BASED MEMBRANE ELECTROMAGNETIC MICRO-ACTUATOR BY DOUBLE-SIDED SCREEN PRINTING TECHNOLOGY2023

    • 著者名/発表者名
      Chao QI, Naohiro SUGITA, Tadahiko SHINSHI
    • 学会等名
      Transducers 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] INFLUENCE OF PERMANENT MAGNETIC PROPERTIES ON MAGNETIC PATTERN TRANSFER FOR MAGNETIC MEMS2023

    • 著者名/発表者名
      Keita Nagai, Naohiro Sugita, Tadahiko Shinshi
    • 学会等名
      Transducers 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nd-Fe-B Thick-film Magnets on Si Substrates with Al-O Underlayers2023

    • 著者名/発表者名
      Haruka Yamaguchi, Kota Higuchi, Hibiki Kaku, Akihiro Yamashita, Takeshi Yanai, Hirotoshi Fukunaga, Keita Nagai, Tadahiko Shinshi, Masaki Nakano
    • 学会等名
      Intermag 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Preparation of Nd-Fe-B thick-film magnets by vacuum arc deposition for device applications2023

    • 著者名/発表者名
      Kohsuke Otsuka, Toya Motomura, Akihiro Yamashita, Takeshi Yanai, Hirotoshi Fukunaga, Keita Nagai, Tadahiko Shinshi, Masaki Nakano
    • 学会等名
      Intermag 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] A MAGNETIC ACTUATOR USING PLD-MADE FEPT THICK FILM AS A PERMANENT MAGNET AND MEMBRANE MATERIAL FOR BIDIRECTIONAL MICROPUMPS2022

    • 著者名/発表者名
      Chao Qi, Keita Nagai, Ming Ji, Yu Miyahara, Naohiro Sugita, Tadahiko Shinshi, Masaki Nakano, Chiaki Sato
    • 学会等名
      PowerMEMS 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SURVEY OF PERMANENT MAGNET FOR A LASER-ASSISTED HEATING MAGNETIZATION TO GENERATE DESIGNED SURFACE MAGNETIC FLUX DENSITY DISTRIBUTION FOR MAGNETIC MEMS DEVICES2022

    • 著者名/発表者名
      Keita Nagai, Naohiro Sugita, Tadahiko Shinshi
    • 学会等名
      PowerMEMS 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fine Magnetic Pattern Transferred on Nd-Fe-B Magnets Using High Heat-resistant Nd-Fe-B Magnets2022

    • 著者名/発表者名
      Keita NAGAI, Naohiro SUGITA, Tadahiko SHINSHI
    • 学会等名
      The 9th International Conference of ASPEN(ASPEN 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of Flexible Coil on PDMS for MEMS-based Electromagnetic Membrane Actuator2022

    • 著者名/発表者名
      Chao Qi, Atsushi Nakazato, Naohiro Sugita, Tadahiko Shinshi
    • 学会等名
      The 9th International Conference of ASPEN(ASPEN 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Disposable Electromagnetic Micropump for Oscillatory-flow PCR Microfluidic System2022

    • 著者名/発表者名
      Chao Qi, Naohiro Sugita, Tadahiko Shinshi
    • 学会等名
      ACTUATOR 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of Micro Halbach Arrays in a Monolithic Ring Magnet by Laser-Assisted Heating Magnetization2022

    • 著者名/発表者名
      Keita Nagai, Yohei Hamaoka, Naohiro Sugita, Tadahiko Shinshi
    • 学会等名
      ACTUATOR 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Disposable Bidirectional Micropump With Three Diaphragms Driven by a Rotating Multi-pole Magnet2021

    • 著者名/発表者名
      Chao QI, Tadahiko SHINSHI
    • 学会等名
      The 30th International Symposium on Industrial Electronics
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Disposable Electromagnetic Micropump for Rapid and High throughput Point of care PCR Tests2021

    • 著者名/発表者名
      Chao Qi, Naohiro Sugita, Tadahiko Shinshi.
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Biomedical Engineering
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 永久磁石の微細加工・微細着磁技術の開発とそのデバイス応用2021

    • 著者名/発表者名
      進士忠彦
    • 学会等名
      マグネティックス研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ネオジムリング磁石の多極ハルバッハ配列着磁2021

    • 著者名/発表者名
      永井 慧大, 杉田 直広, 進士 忠彦
    • 学会等名
      第12 回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ネオジム磁石に対するサマコバ磁石の微細磁気パターンの転写2021

    • 著者名/発表者名
      濱岡 陽平, 杉田 直広, 進士 忠彦
    • 学会等名
      第33回「電磁力関連のダイナミクス」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Valveless Micropump Actuated by an Axial Magnetic Coupling of Two Ring Multi-pole NdFeB Magnets2020

    • 著者名/発表者名
      Chao QI, Dong HAN, Tadahiko SHINSHI
    • 学会等名
      18th International Conference on Precision Engineering
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MICRO ELECTROMAGNETIC FLAT MOTOR USING AN 80-POLES AND 0.3-MM-THICK RING MAGNET FOR HIGH TORQUE2020

    • 著者名/発表者名
      Dong Han, Keita Nagai, Tadahiko Shinshi.
    • 学会等名
      MEMS2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MEMS Energy Harvester Utilizing a Multi-pole Magnet and a High-aspect-ratio Array Coil for Low Frequency Vibrations2019

    • 著者名/発表者名
      Dong Han, Makoto Kine, Tadahiko Shinshi, Shogo Kadota
    • 学会等名
      PowerMEMS2019 Technical Digest Manuscript
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetization Improvement of Multipole Ring Magnet by Double-sided Laser Assisted Heating and Its Application to a High Torque Micro Slice Motor2019

    • 著者名/発表者名
      Keita Nagai, Dong Han, Tadahiko Shinsh
    • 学会等名
      8th International Conference of Asian Society for Precision Engineering of Nanotechnology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MEMS Power Generator for Low-frequency-Vibration Energy Harvesting Using a Multi-pole Magnet and a high-aspect-ratio Array Coil2019

    • 著者名/発表者名
      Makoto Kine, Dong Han, TADAHIKO SHINSHI, Shogo Kadota
    • 学会等名
      8th International Conference of Asian Society for Precision Engineering of Nanotechnology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi