| 研究課題/領域番号 |
15H03999
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
廖 梅勇 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主幹研究員 (70528950)
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| 研究分担者 |
小出 康夫 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 技術開発・共用部門, 部門長 (70195650)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | MEMS/NEMS / ダイヤモンド / 電子機械スイッチ / ロジック |
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| 研究実績の概要 |
2015年度は、単結晶ダイヤモンドマイクロ及びナノカンチレバー可動構造体の作製技術を確立したとともに、単結晶ダイヤモンドカンチレバーの機械性能の評価の上に、ダイヤモンド機械共振子におけるエネルギー散逸機構も解明した。具体的には、以下の通りです。
(1) 単結晶ダイヤモンドマクロ及びナノ可動構造体の作製。MEMSデバイスの実現のために、様々な単結晶ダイヤモンド可動構造体を作製して、その可動構造体の機械共振性能を測定した。(i)HeとCイオン注入されたダイヤモンド基板の上に、ダイヤモンドエピタキシー層を成長して、2-8um幅、0.6-1.7um厚さ、20-120um長さを持つ様々な単結晶ダイヤモンド機械可動構造体共振器を作製した。(ii)レーザードップラー干渉速度と変位法を利用し、作成された単結晶ダイヤモンド機械振子の共振周波数を評価した。共振周波数と機械共振子の幾何学的形状との関係を分析することによって、ダイヤモンド機械振子のヤング率は1100 GPaを取得した。
(２）単結晶ダイヤモンド可動構造体の散逸機構の解明。 (i) 単結晶ダイヤモンドカンチレバーの共振性能によって、品質係数とダイヤモンド機械共振子の寸法および測定温度の変化を測定した。（ii）測定値された品質係数に基づいて、カンチレバーのエネルギー散逸機構はクランプ損失と欠陥損失であることをわかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
プロジェクト計画は、三つの段階である。今年度第一段階では、計画の通り、単結晶ダイヤモンドマイクロ及びナノカンチレバー可動構造体の作製技術を確立したとともに、ダイヤモンド機械共振子におけるエネルギー散逸機構も解明した。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後、解明したエネルギー散逸機構の上に、高品質値のMEMS/NEMS共振子を開発する。さらに、ダブルゲートスイッチおよび電子機械ロジックを開発する。具体的にはイオン照射された基板に高品質ダイヤモンドの成長を行う。高品質ダイヤモンドを利用して、ダブルゲートスイッチの作製と性能、たとえ、スイッチング電圧、速度、回数などを評価する。 さらに、開発されるダブルゲートスイッチを利用して、電子機械ロジック、たとえば、インバータの作製と評価する。
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