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高温動作・高感度ダイヤモンドマイクロマシン応力センサーの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21760267
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

廖 梅勇  独立行政法人物質・材料研究機構, センサ材料センター, 主任研究員 (70528950)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2010年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2009年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード物理センサー / マイクロマシン / ダイヤモンド / マイクロ・ナノマシン / 応力センサ / スイッチ / 金属-圧電体-絶縁体-半導体電界効果トランジスタ
研究概要

本研究は、p型ダイヤモンドを基本とした金属-圧電体-絶縁体-半導体電界効果トランジスタ(MPIS-FET)圧力センサー構造を提案する。平成21-22年度の期間で、様々な絶縁体薄膜(Al_2O_3,CaF_2)を用いた、ダイヤモンド基板上に圧電体Pb(Zr_<0.52>,Ti_<0.48>)O_3(PZT)薄膜の成長を実現させた。絶縁体薄膜とPZT結晶成長方向、残留分極電荷の関係を明らかにする。一方、単結晶ダイヤモンドのマイクロ・ナノ可動構造体カンチレバーおよびブリッジの作製に成功した。また、各成膜の構造およびMPISキャパシタの電気特性の評価、MPIS-FET圧力センサーのデバイス構造最適化を行った。

報告書

(3件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 18件) 学会発表 (19件) 備考 (2件) 産業財産権 (9件) (うち外国 2件)

  • [雑誌論文] Carbon-based materials : growth, properties, MEMS/NEMS technologies, and MEM/NEM switches2011

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao, Y.Koide
    • 雑誌名

      Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences(Review paper) 36

      ページ: 66-66

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Carbon-based materials : growth, properties, MEMS/NEMS technologies, and MEM/NEM switches2011

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao, Y.Koide
    • 雑誌名

      Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences

      巻: 36(In press)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Suspended diamond nanowires for nanoelectromechanical switch2010

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao, S.Hishita, E.Watanabe, S.Koizumi, Y.Koide
    • 雑誌名

      Advanced Material(Highlighted by NPG Asia Materials research highlight doi:10.1038/asiamat) 22,191

      ページ: 5393-5393

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved ferroelectric properties of Pb(Zr_0.52,Ti_0.48) thin film on single crystal diamond using CaF2 layer2010

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao, K.Nakajima, M.Imura, Y.Koide
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 96

      ページ: 12910-12910

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Light intensity dependence of photocurrent gain in single crystal diamond photodetectors2010

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao, X.Wang, T.Teraji, Y.Koizumi, Y.Koide
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 81

      ページ: 33304-33304

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Piezoelectric Pb(Zr_0.52Ti_0.58)O_3 thin film on single crystal diamond : structural, electric, dielectric, and field effect transistor properties2010

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao, Y.Gotoh, T.Tsuji, K.Nakajima, M.Imura, Y.Koide
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys. 107

      ページ: 24101-24101

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Batch production of single crystal diamond cantilevers and bridges2010

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao, C.Li, S.Hishita, Y.Koide
    • 雑誌名

      J.Micromech.Mircoeng. 20

      ページ: 85002-85002

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Current Progress of Pressure Sensors for Harsh Environments Based on Wide-Bandgap Semiconductors2010

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao
    • 雑誌名

      Recent Patents on Materials Science 3

      ページ: 96-96

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication and electrical properties of SrTiO3/diamond junctions2010

    • 著者名/発表者名
      G.C.Chen, M.Y.Liao, M.Imura, K.Nakajima, Y.Sugimoto, Y.Koide
    • 雑誌名

      Diamond Relat.Mater. 19

      ページ: 319-319

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved ferroelectric properties of Pb(Zr_<0.52>, Ti_<0.48>) thin film on single crystal diamond using CaF_2 layer2010

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao, K.Nakajima, M.Imura, Y.Koide
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 96 ページ: 12910-12910

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Piezoelectric Pb(Zr_<0.52>Ti_<0.58>)O_3 thin film on single crystal diamond : structural, electric, dielectric, and field effect transistor properties2010

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao, Y.Gotoh, T.Tsuji, K.Nakajima, M.Imura, Y.Koide
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 107 ページ: 24101-24101

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Suspended single-crystal diamond nanowires for high-performance nanoelectromechanical switches2010

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao, S.Hishita, S.Koizumu, Y.Koide
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 22 ページ: 5393-5397

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Batch production of single-crystal diamond bridges and cantilevers for microelectromechanical systems2010

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao, C.Li, S.Hishita, Y.Koide
    • 雑誌名

      Journal of Micromechanical and Microengineering

      巻: 20 ページ: 85002-85002

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Current Progress of Pressure Sensors for Harsh Environments Based on Wide-Bandgap Semiconductors2010

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao, Y.Koide
    • 雑誌名

      Recent Patents on Materials Science

      巻: 3 ページ: 96-105

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved ferroelectric properties of Pb(Zr_<0.52>, Ti_<0.48>)thin film on single crystal diamond using CaF_2 layer2010

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao, K.Nakajima, M.Imura, Y.Koide
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 96

      ページ: 12910-12910

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Piezoelectric Pb(Zr_<0.52> Ti_<0.58>)O_3 thin film on single crystal diamond : structural, electric, dielectric, and field effect transistor properties2010

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao, Y.Gotoh, T.Tsuji, K.Nakajima, M.Imura, Y.Koide
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics 107

      ページ: 24101-24101

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Integration of Pb (Zr_0.52Ti_0.48)O_3 on single crystal diamond as metal-insulator-ferroelectric-semiconductor capacitor2009

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao, M.Imura, X.S.Fang, K.Nakajima, G.C.Chen, Y.Koide
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 94

      ページ: 242901-242901

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Integration of Pb(Zr_<0.52>Ti_<0.48>)O_3 on single crystal diamond as metal-insulator-ferroelectric-semiconductor capacitor2009

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao, M.Imura, X.S.Fang, K.Nakajima, G.C.Chen, Y.Koide
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 94

      ページ: 242901-242901

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Nanoelectromechanical switch based on diamond-on-diamond2011

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao
    • 学会等名
      The 16th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2011-06-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Nanoelectromechanical switch fabricated from single crystal diamond2011

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao
    • 学会等名
      The 5th International Conference on New Diamond and Nano Carbon
    • 発表場所
      松江,日本
    • 年月日
      2011-05-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Modeling and simulation of single crystal diamond NEMS switch2011

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao
    • 学会等名
      The 5th International Conference on New Diamond and Nano Carbon
    • 発表場所
      松江,日本
    • 年月日
      2011-05-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Low-power consumption nanoelectromechanical switch based on single-crystal diamond nanowires2011

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao
    • 学会等名
      The 7^<th> IUPAC International Symposium on Novel Materials and Their Synthesis
    • 発表場所
      Shanghai, China.
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Actuators and Microsystems, Transducer 20112011

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao, S.Hishita, Y.Koide
    • 学会等名
      The 16th International Conference on Solid-State Sensors
    • 発表場所
      Beijing, China.
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表]2011

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao, S.HIshita, S.Koizumi, Y.Koide
    • 学会等名
      The 5th International Conference on New Diamond and Nano Carbon
    • 発表場所
      Matsue, Japan.
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] マイクロマシン応力センサに向けた単結晶ダイヤモンド上のPZT薄膜成長2010

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao
    • 学会等名
      第24回ダイヤモンドシ シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2010-11-17
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] フッ化カルシウム緩衝層を用いた単結晶ダイヤモンド上PZT薄膜2010

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      長崎大学
    • 年月日
      2010-09-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Integration of piezoelectric Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 on single crystal diamond for MEMS pressure sensor2010

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao
    • 学会等名
      The 4th International Conference on New Diamond and Nano Carbon
    • 発表場所
      The Garden Hotel, Suzhou, China, Suzhou
    • 年月日
      2010-05-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 単結晶ダイヤモンド上の強誘電体PZT薄膜の堆積2010

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2010-03-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ダイヤモンド/PZT接合を用いた金属-強誘電体-絶縁体-半導体キャパシタの作製及びデバイス特性2010

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2010-03-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] マイクロマシン応力センサに向けた単結晶ダイヤモンド上のPZT薄膜成長/The integration of PZT thin film on single crystal diamond for MEMS pressure sensor2010

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao, M.Imura, Y.Kiode
    • 学会等名
      日本第24回ダイヤモンドシンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学.
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] フッ化カルシウム緩衝層を用いた単結晶ダイヤモンド上PZT薄膜2010

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao, 井村将隆, 小出康夫
    • 学会等名
      2010年秋季第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学.
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Deep-ultraviolet detector using submicron thick diamond epi-layer : principle, device design, and application2010

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao, J.Alvarez, Y.Koide, M.Imura, J.P.Klepder
    • 学会等名
      The International Conference on Nanophotonics 2010
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan.
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Integration of piezoelectric Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 on single crystal diamond for MEMS pressure sensor2010

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao, M.Imura, K.Nakajima, Y.Koide, Y.Gotoh, H.Tsuji
    • 学会等名
      The 4th International Conference on New Diamond and Nano Carbon
    • 発表場所
      Suzhou, China.
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Photocurrent gain in intrinsic diamond detectors with non-Ohmic contacts2010

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao, X.Wang, T.Teraji, S.Koizumi, Y.Koide
    • 学会等名
      The 4th International Conference on New Diamond and Nano Carbon
    • 発表場所
      Suzhou, China.
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 単結晶ダイヤモンド上の強誘電体PZT薄膜の堆積2010

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao, 中島清美, 井村将隆, 小出康夫
    • 学会等名
      2010年春季第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学, 神奈川
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] ダイヤモンド/PZT接合を用いた金属-強誘電体-絶縁体-半導体キャパシタの作製及びデバイス特性2010

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao, 井村将隆, 小出康夫
    • 学会等名
      2010年春季第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学, 神奈川
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Engineering the photoresponse properties of diamond deep-ultraviolet detectors2009

    • 著者名/発表者名
      M.Y.Liao, J.Alvarez, M.Imura, Y.Koide
    • 学会等名
      The 5th IUPAC International Symposium on Novel Materials and Their Synthesis
    • 発表場所
      Shanghai, China.
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [備考] ホームページ等

    • URL

      http://samurai.nims.go.jp/Meiyong_LIAO-e.html

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://samurai.nims.go.jp/Meiyong_LIAO-j.html

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [産業財産権] 単結晶ダイヤモンド・エアギャップ構造体及びその作製方法2011

    • 発明者名
      リャオメイヨン/小出康夫/菱田俊一
    • 権利者名
      独立行政法人物質・材料研究機構
    • 出願年月日
      2011-02-18
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 単結晶ダイヤモンド・エアギャップ構造体及びその作製方法2011

    • 発明者名
      廖梅勇, 小出康夫, 菱田俊一
    • 権利者名
      物質・材料研究機構
    • 出願年月日
      2011-02-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 電子機械スイッチ及びその製造方法2010

    • 発明者名
      リャオメイヨン/小出康夫/菱田俊一
    • 権利者名
      独立行政法人物質・材料研究機構
    • 産業財産権番号
      2010-163606
    • 出願年月日
      2010-07-21
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [産業財産権] 単結晶ダイヤモンド・エアギャップ構造体及びその作製方法2010

    • 発明者名
      リャオメイヨン/小出康夫/菱田俊一
    • 権利者名
      独立行政法人物質・材料研究機構
    • 産業財産権番号
      2010-035602
    • 出願年月日
      2010-02-22
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [産業財産権] 電子機械スイッチ及びその製造方法2010

    • 発明者名
      廖梅勇, 小出康夫, 菱田俊一
    • 権利者名
      物質・材料研究機構
    • 産業財産権番号
      2010-163606
    • 出願年月日
      2010-07-21
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [産業財産権] 単結晶ダイヤモンド・エアギャップ構造体及びその作製方法2010

    • 発明者名
      廖梅勇, 小出康夫, 菱田俊一
    • 権利者名
      物質・材料研究機構
    • 産業財産権番号
      2010-035602
    • 出願年月日
      2010-02-22
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [産業財産権] 単結晶ダイヤモンド・エァギャップ構造体及びその作製方法2010

    • 発明者名
      彦梅勇, 小出康夫, 菱田俊一
    • 権利者名
      物質材料研究機構
    • 産業財産権番号
      2010-035602
    • 出願年月日
      2010-02-22
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [産業財産権] 単結晶ダイヤモンド上にPZT薄膜を形成する方法、PZT薄膜が形成された単結晶ダイヤモンド、及びPZT薄膜が形成された単結晶ダイヤモンドを使用したキャパシタ2009

    • 発明者名
      リャオメイヨン/小出康夫
    • 権利者名
      独立行政法人物質・材料研究機構
    • 産業財産権番号
      2009-265854
    • 出願年月日
      2009-11-24
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [産業財産権] 単結晶ダイヤモンド上にPZT薄膜を形成する方法、PZT薄膜が形成された単結晶ダイヤモンド、お及びPZT薄膜が形成された単結晶ダイヤモンドを使用したキャパシタ2009

    • 発明者名
      彦梅勇, 小出康夫
    • 権利者名
      物質材料研究機構
    • 産業財産権番号
      2009-265854
    • 出願年月日
      2009-11-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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