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Wakeupによる圧電MEMS用PZT薄膜の圧電特性向上

研究課題

研究課題/領域番号 25820339
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 無機材料・物性
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

小林 健  独立行政法人産業技術総合研究所, 集積マイクロシステム研究センター, 主任研究員 (20415681)

研究協力者 舟窪 浩  東京工業大学, 総合理工学研究科, 教授
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014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)
2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2013年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード圧電 / 薄膜 / ポーリング / PZT / MEMS / チタン酸ジルコン酸鉛 / 圧電MEMS / ゾルゲル法
研究成果の概要

本研究ではこのwakeupについて、現象の解明から、条件の最適化を経て、圧電MEMS作製プロセスへの導入までを検討し、圧電薄膜の特性向上のための新たで普遍的な手法を確立することを目的とした。
テトラ組成、MPB組成いずれの場合も、パルスポーリングによって、DCポーリングよりも高い圧電定数が得られることが明らかになった。また、MPB組成については、テトラ組成の場合と異なりユニポーラパルスポーリングがwakeupさせるには必須であることが新たに見出された。パルスポーリングによるwakeupはプロセス完了後に行う方が、高い圧電定数を得るのに有効であることが明らかになった。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 4件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Impact of pulse poling on static and dynamic ferroelastic-domain contributions in tetragonal Pb(Ti, Zr2014

    • 著者名/発表者名
      中島 光雅、和田 亜由美、山田 智明、江原 祥隆、小林 健、舟窪 浩
    • 雑誌名

      JOURNAL OF APPLIED PHYSICS

      巻: 116 号: 19 ページ: 194102-194102

    • DOI

      10.1063/1.4898321

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of pulse poling on the piezoelectric property of Pb(Zr0.52,Ti0.48)O3 thin films2014

    • 著者名/発表者名
      小林 健、鈴木 靖弘、牧本 なつみ、舟窪 浩、前田 龍太郎
    • 雑誌名

      AIP ADVANCES

      巻: 4 号: 11 ページ: 117116-117116

    • DOI

      10.1063/1.4901912

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effects of Bipolar Pulse Poling on the Ferroelectric and Piezoelectric Properties2013

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Kobayashi, Natsumi Makimoto, Yasuhiro Suzuki, Hiroshi Funakubo
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 52 号: 9S1 ページ: 09KA01-09KA01

    • DOI

      10.7567/jjap.52.09ka01

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An electrostatic field sensor operated by self-excited vibration of MEMS-based self-sensitive piezoelectric microcantilevers2013

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Kobayashi, Shoji Oyama, Natsumi Makimoto, Hironao Okada, Toshihiro Itoh, Rryutaro Maeda
    • 雑誌名

      SENSORS AND ACTUATORS A-PHYSICAL

      巻: 198 ページ: 87-90

    • DOI

      10.1016/j.sna.2013.04.016

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Piezoelectric MEMS switch to activate2013

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Nogami, Takeshi Kobayashi, Hironao Okada, Natsumi Makimoto, Rryutaro Maeda, Toshihiro Itoh
    • 雑誌名

      Smart Materials and Structures

      巻: 22 号: 9 ページ: 095001-095001

    • DOI

      10.1088/0964-1726/22/9/095001

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A piezoelectric cantilever-type differential pressure sensor for a low standby power trigger switch2013

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Tomimatsu, Hidetoshi Takahashi, Takeshi Kobayashi, Kiyoshi Matsumoto, Isao Shimoyama, Toshihiro Itoh, Ryutaro Maeda
    • 雑誌名

      Journal of Micromechanics and Microengineering

      巻: 23 号: 12 ページ: 125023-125023

    • DOI

      10.1088/0960-1317/23/12/125023

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 強誘電体薄膜の圧電MEMSへの応用2015

    • 著者名/発表者名
      小林 健、牧本 なつみ、岡田 浩尚、高松 誠一、鈴木 靖弘、伊藤 寿浩、前田龍太郎
    • 学会等名
      第62回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 年月日
      2015-03-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] PULSE POLING WITHIN 1 SECOND ENHANCE THE PIEZOELECTRIC PROPERTY OF PZT THIN FILMS2015

    • 著者名/発表者名
      小林 健、鈴木 靖弘、牧本 なつみ、舟窪 浩、前田 龍太郎
    • 学会等名
      The 28th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS2015)
    • 発表場所
      ポルトガル
    • 年月日
      2015-01-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 圧電MEMS デバイス上に集積化したPZT 薄膜の圧電特性2014

    • 著者名/発表者名
      小林 健、牧本 なつみ、鈴木 靖弘、舟窪 浩、伊藤 寿浩、前田 龍太郎
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第27回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2014-09-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Comparison of output voltage and power generated from tetragonal and MPB composition PZT thin films integrated on piezoelectric microcantilevers with proof mass2014

    • 著者名/発表者名
      小林 健、鈴木 靖弘、牧本 なつみ、伊藤 寿浩、前田 龍太郎、舟窪 浩
    • 学会等名
      13th International Conference on Modern Materials and Technologies
    • 発表場所
      イタリア
    • 年月日
      2014-06-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ゾルゲル法PZT薄膜を用いた圧電MEMSデバイスの開発

    • 著者名/発表者名
      小林 健
    • 学会等名
      第42回EMシンポジウム
    • 発表場所
      東京理科大学森戸記念館(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ENHANCED PERFOMANCE OF SENSOR/ACTUATOR INTEGRATED PIEZOELECTRIC

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Kobayashi, Natsumi Makimoto, Hiroshi Funakubo, Takahiro Oikawa, Ayumi Wada, Toshihiro Itoh, Ryutaro Maeda
    • 学会等名
      Transducers 2013
    • 発表場所
      バルセロナ国際会議場(バルセロナ、スペイン)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] PZT薄膜の最適化による自己検知圧電MEMSカンチレバーの出力電圧向上

    • 著者名/発表者名
      小林 健、小山 昌二、牧本 なつみ、舟窪 浩、前田 龍太郎
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      立命館大学(京都)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] テトラ組成PZT 薄膜の圧電特性にwake-up 処理電圧が与える影響

    • 著者名/発表者名
      小林 健、牧本 なつみ、鈴木 靖弘、舟窪 浩、和田 亜由美、及川 貴弘、前田 龍太郎
    • 学会等名
      第30回強誘電体応用会議
    • 発表場所
      コープイン京都(京都)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] テトラ組成PZT薄膜を用いた圧電MEMS振動型センサの特性向上

    • 著者名/発表者名
      鈴木 靖弘、牧本 なつみ、舟窪 浩、前田 龍太郎、小林 健
    • 学会等名
      第5回集積化MEMSシンポジウム
    • 発表場所
      仙台国際会議場(仙台)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [産業財産権] センサ装置及びその製造方法2014

    • 発明者名
      小林健(40)、高松誠一(50)、伊藤寿浩(10)
    • 権利者名
      小林健(40)、高松誠一(50)、伊藤寿浩(10)
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-09-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 電子デバイス及びその製造方法2014

    • 発明者名
      小林健(80)、伊藤寿浩(20)
    • 権利者名
      小林健(80)、伊藤寿浩(20)
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-08-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 圧電MEMSデバイスおよびその製造方法2014

    • 発明者名
      小林健、鈴木、牧本、前田、伊藤、舟窪
    • 権利者名
      小林健、鈴木、牧本、前田、伊藤、舟窪
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-033068
    • 出願年月日
      2014-02-24
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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