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2004 年度 実績報告書

高速応答・高感度pn接合温度センサ搭載マイクロヒータとその応用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 14550328
研究機関東北学院大学

研究代表者

木村 光照  東北学院大学, 工学部, 教授 (10048811)

研究分担者 菅原 文彦  東北学院大学, 工学部, 助教授 (70171139)
キーワード温度センサ / シリコン / pn接合ダイオード / 熱型センサ / マイクロヒータ / フローセンサ / 真空センサ / 湿度センサ
研究概要

SOI基板を用いて、そのSOI層からなるマイクロエアブリッジ(宙に浮いた構造薄膜)に面発熱マイクロヒータと高感度pnダイオード温度センサ(ダイオードサーミスタと名づける)とを一緒に搭載した熱型デバイスで、特に、昨年発明し、試作した気体センシングデバイスを中心に研究し、次のような実験と結果を得た。
1.マイクロエアブリッジ(MAB)構造で、2個のダイオードサーミスタと1個のマイクロヒータを用いて、従来のピラニー真空計より2桁ばかり高感度の真空計が達成された。大気圧(1x10^5Pa)から1x10^<-3>Pa程度の広範囲が計測できることが実証された。また、従来の寸法の10分の1程度のMAB構造センサも試作し、良好であることを実証した((株)メムス・コア)との共同研究)。
2.絶対湿度センサ用にも使用でき、450℃の高温に昇温できる電極材料と配線構造を検討し、実証した((株)山形チノーとの共同研究)。
3.微流量液体フローセンサを試作し、実証した(大研医器(株)と共同研究)。
4.酵素反応を利用する熱型バイオセンサを提案し(特許出願)、基本実験とシミュレーションを行い、ダイオードサーミスタと酵素グルコースオキシダーゼを用いることにより十分、血糖値が計測できることが見積もられた。
5.温度差のみ検出できる温度センサとして電流検出型熱電対を発明して(特許出願)、カンチレバやMAB構造に搭載することを試作し、検討した。
6.ダイオードサーミスタを加熱しながら使用する加熱ダイオード温度センサを発明して(特許出願)、その動作を確認し、高感度(S/Nが大)の温度センサとなることを実証した。
これらの成果の一部は特許出願し、また、多くの学会で発表すると共に、真空センサは企業から展示会で発表した。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (5件) 産業財産権 (4件)

  • [雑誌論文] マイクロエアブリッジヒータを用いた熱線式風速計の試作2004

    • 著者名/発表者名
      八坂, 木村他
    • 雑誌名

      電気学会フィジカルセンサ研究会資料 PHS-04-13

      ページ: 43-47

  • [雑誌論文] Micro Wind Tunnel Type Anemometer Using a Micro-Air-Bridge Heater2004

    • 著者名/発表者名
      S.Yasaka, et al.
    • 雑誌名

      Proc.21^<st> Sensor Symposium

      ページ: 261-264

  • [雑誌論文] 熱型マイクロセンサの現状と課題2004

    • 著者名/発表者名
      木村光照
    • 雑誌名

      シリコンと異種材料を融合化した情報・計測機器用電子部品の研究開発(基調講演資料)

      ページ: 3-16

  • [雑誌論文] 酵素反応による熱型バイオセンサの検討2004

    • 著者名/発表者名
      山木廉雄, 木村光照
    • 雑誌名

      電気関係学会東北支部予稿集

      ページ: 46

  • [雑誌論文] 酵素反応熱を利用した新型バイオセンサの提案2004

    • 著者名/発表者名
      山木廉雄, 柳田幸樹, 木村光照
    • 雑誌名

      電気学会全国大会予稿集

      ページ: 232

  • [産業財産権] 熱分析センサとこれを用いた熱分析装置2005

    • 発明者名
      木村 光照
    • 権利者名
      木村 光照
    • 産業財産権番号
      特願2005-026247
    • 出願年月日
      2005-02-17
  • [産業財産権] 加熱ダイオード温度測定装置とこれを用いた赤外線温度測定装置および流量測定装置ならびに流量センシング部の制作方法2005

    • 発明者名
      木村 光照
    • 権利者名
      木村 光照
    • 産業財産権番号
      特願2005-068266
    • 出願年月日
      2005-03-10
  • [産業財産権] 温度差の検出方法、温度センサおよびこれを用いた赤外線センサ2004

    • 発明者名
      木村 光照
    • 権利者名
      木村 光照
    • 産業財産権番号
      特願2004-026247
    • 出願年月日
      2004-02-03
  • [産業財産権] ヒータデバイスとこれを用いた気体センサ装置2004

    • 発明者名
      木村 光照, 下山 広行, 岩渕 修, 鈴木 忠勝
    • 権利者名
      木村 光照, (株)倉元製作所
    • 産業財産権番号
      特願2004-129482
    • 出願年月日
      2004-04-26

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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