2022 年度研究成果報告書

低直流電圧で駆動するMEMSアクチュエータに関する研究

研究課題

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研究課題/領域番号	18K04913
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分28050:ナノマイクロシステム関連
研究機関	石巻専修大学
研究代表者	水野純石巻専修大学, 理工学部, 教授 (50644499)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2023-03-31
キーワード	MEMS / actuator / comb-drive / low voltage / pull-in phenomenon
研究成果の概要	本研究は、現在の集積回路やマイコン等の 3.3 ～ 5.0 V の低直流動作電圧を用いて、5 μm以上という比較的大変位量が得られるMEMSアクチュエータの実現を目指す。その目的に対して、デバイスの設計・試作・評価を行った。設計段階で理論モデルを構築し、それに対する方程式を導出し、それに基づいて設計、試作、評価を行った。
自由記述の分野	MEMS
研究成果の学術的意義や社会的意義	近年、MEMSにおいて心臓部であるマイクロアクチュエータ部は大きな問題を残している。MEMS分野において、集積回路やマイコン等の 3.3 ～ 5.0 V の直流電圧で駆動しようとしてもサブミクロンオーダー程度の僅かな変位量しか得られない問題が未だに解決されていない。そこで、本研究はその問題に着目し、櫛歯型静電MEMSアクチュエータを基にプルイン現象と複数のバネ・質量系によって低電圧駆動で大変位量を実現できることを実証することにより、これまでDC駆動で大変位量が不可能とされた静電マイクロアクチュエータの概念を覆し、学術的な意義が十分ある研究を遂行することにした。