| 研究課題/領域番号 |
22K18421
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| 研究種目 |
挑戦的研究(開拓)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分61:人間情報学およびその関連分野
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
竹井 裕介 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究グループ長 (00513011)
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| 研究分担者 |
高橋 英俊 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (90625485)
岡本 有貴 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (40880753)
加納 伸也 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (20734198)
ZYMELKA DANIEL 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (80828096)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
26,000千円 (直接経費: 20,000千円、間接経費: 6,000千円)
2024年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
2022年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
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| キーワード | フレキシブルエレクトロニクス / グラフェン / レーザー / センサ / 極薄MEMS |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、普及の決め手に欠けるフレキシブルエレクトロニクスの現状を打破する「次世代のフレキシブルエレクトロニクスの基盤技術」の確立を目的として、３つの研究項目、A:「極薄Si半導体素子とフレキシブルエレクトロニクスの融合」、B:「レーザー誘起グラフェンによる金属を用いない配線・センサ・アクチュエータ形成技術」、C:「Auxetic Structureによる伸張性と強度を両立したシート型フレキシブルデバイスの実現」を設定し、次世代のフレキシブルエレクトロニクスのための基盤技術の創成に取り組む。
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| 研究実績の概要 |
今年度はレーザー誘起グラフェン（LIG）を活用したマイクロセンサ研究が飛躍的に進展し、論文発表と国際・国内学会で成果を体系的に報告した。学術論文としては、屹立したLIGカンチレバーによる高感度気流センサ（IEEE Sensors Journal, 2024）、CrNひずみゲージ内蔵透明ガラスフォースプレート（J. Micromech. Microeng., 2025）、折り畳みポリイミド膜を用いた高感度圧力センサ（IEEE Sensors Journal, 2025）を発表した。また国際会議では、MEMS2025（高雄、2025年1月）で三次元ブロック体構造の振動型気流センサを報告し、新構造設計の有効性を示した。IEEE Sensors 2024（神戸、2024年10月）ではLIGキリガミ構造の伸縮性脈波センサを発表し、伸張時でも安定した信号取得を可能にする設計指針を提案した。APCOT2024（シンガポール、2024年6月）では透明ガラスフォースプレートの同時観察手法をデモし、新たな観察・計測プラットフォームとして注目を集めた。国内では第41回「センサ・マイクロマシンと応用システム」（仙台、2024年11月）で背面観察プレート、折り紙構造風速センサ、伸縮性脈波センサを発表したほか、ロボティクス・メカトロニクス講演会2024（宇都宮、2024年5月）で脈波センサの引張特性評価を行い、耐久性向上に向けた知見を報告した。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究の基盤技術であるポリイミド基板へのレーザー照射によるグラフェン生成は昨年度に完了し、今年度は得られたLIGを用いたデバイス開発と応用検証を集中的に進めている。具体的には、屹立したLIGカンチレバーを用いた高感度気流センサや、折り畳みポリイミド膜を活用した圧力センサ、さらにCrNひずみゲージを組み込んだ透明ガラスフォースプレートを試作し、それぞれ電気的特性や接触面の同時観察性能を実証した。またAuxetic Structure形状を持つ基板上へのLIG形成と電子部品実装によって、伸縮性脈波センシングや振動型気流検出といった新たな機能性の向上効果を確認している。これらの成果はIEEE Sensors JournalやJ. Micromech. Microeng.への論文掲載に加え、MEMS2025、IEEE Sensors 2024、APCOT2024など国内外の学会で報告済みであり、研究課題全体は当初計画どおり順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度も引き続き、Laser-induced-graphene（LIG）を活用したセンサ応用をさらに加速させる。また、LIGと極薄MEMS素子、Auxetic Structureの統合を進める。
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