確率共鳴で動作するナノ機械によるセンシング

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20676001
• 研究種目: 若手研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用物理学一般
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 小野 崇人 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90282095)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• キーワード: マイクロマシン

研究概要

マイクロ・ナノスケールの振動子の機械的非線形性を利用し、その振動振幅が2値化する振動状態を実現する。この振動子は、外部からのノイズの印加により確率共鳴状態となり、さらに外部刺激に応答するため、ロバストなセンサとして応用できることを示した。同様の目的で、自己検知型の振動子のアレイ、同期型の振動子などを開発した。また、振動子の結合により、演算素子として利用できる可能性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Pico calorimeter for detection of heat produced in an individual brown fat cell (2012)
  • 著者名/発表者名: Naoki Inomata, Masaya Toda, Masaaki Sato, Akihiko Ishijima, and Takahito Ono
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 100 ページ: 154104-1~154104-4
  • DOI: DOI:10.1063/1.3701720
  • 査読あり
• [雑誌論文] Piezoresistive Silicon Microresonator for Measurements of Hydrogen Adsorption in Carbon Nanotubes (2012)
  • 著者名/発表者名: Zhonglie An, Masayoshi Esashi, and Takahito Ono
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 51 ページ: 116601-4
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.51.116601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Hermetically Packaged Silicon Resonator on LTCC Substrate (2012)
  • 著者名/発表者名: Nguyen Van TOAN, Hidetoshi MIYASHITA, Masaya TODA, Yusuke KAWAI, and Takahito ONO
  • 雑誌名: Microsystem technologies 巻: 23
  • DOI: DOI:10.1007/s00542-012-1716-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suspended bimaterial microchannel resonators for thermal sensing of local heat generation in liquid (2012)
  • 著者名/発表者名: Masaya Toda, Tomoyuki Otake, Hidetoshi Miyashita, Yusuke Kawai, Takahito Ono
  • 雑誌名: Microsystem technologies
  • DOI: DOI:10.1007/s00542-012-1698-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modeling and Experimental Analysis on the Nonlinearity of Single Crystal Silicon Cantilevered Microstructures (2011)
  • 著者名/発表者名: Yonggang Jiang, Masayoshi Esashi, Takahito Ono
  • 雑誌名: 電気学会論文誌E 巻: 131 ページ: 195-196
  • DOI: DOI:10.1541/ieejsms.131.195
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quartz-crystal scanning probe microcantilevers with a silicon tip based on direct bonding of silicon and quartz (2010)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Takahashi, Masayoshi Esashi and Takahito Ono
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: 21 ページ: 405502-1-405502-
  • DOI: DOI:10.1088/0957-4484/21/40/405502
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanically coupled synchronized resonators for resonant sensing applications (2010)
  • 著者名/発表者名: Jinyang Feng, Xiongying Ye, Masayoshi Esashi, and Takahito Ono
  • 雑誌名: Journal of Micromechanics and Microengineering 巻: 20 ページ: 115001-1~115001-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature-dependent mechanical and electrical properties of boron-doped (2009)
  • 著者名/発表者名: Yonggang Jiang, Takahito Ono, and Masayoshi Esashi
  • 雑誌名: piezoresistive nanocantilevers, Journal of Micromechanics and Microengineering 巻: 19 ページ: 065030
  • DOI: DOI:10.1088/0960-1317/20/11/115001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal imaging with tapping mode using a bimetal oscillator formed at the endof a cantilever (2009)
  • 著者名/発表者名: Sang-Jin Kim, Takahito Ono, and Masayoshi Esashi
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 80 ページ: 033703-1-033703-6
  • DOI: DOI:10.1063/1.3095680
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of piezoresistive nanocantilevers for ultra-sensitive force detection (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. G. Jiang, T. Ono, and M. Esashi
  • 雑誌名: Measurement Science and Technology 巻: 19 ページ: 084011-1~084011~5
  • DOI: DOI:1088/0957-0233/19/8/084011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Noise-enhanced Sensing of Light and Magnetic Force Based on a Nonlinear Silicon Microresonator (2008)
  • 著者名/発表者名: Takahito Ono, Yusuke Yoshida, Yong-Gang Jiang, and Masayoshi Esashi
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 1 ページ: 123001-1-123001-3
  • DOI: DOI:10.1143/APEX.1.123001
  • 査読あり
• [学会発表] Resonant Thermal Sensor for a living cell in liquid (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Inomata, M. Toda, M. Sato, A. Ishijima, and T. Ono
  • 学会等名: The 25th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS2010)
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2012-04-01
• [学会発表] Experimental and modeling analysis on entrainment condition of submicrometer thick Si micro mechanical resonators with nonlinear coupling element (2012)
  • 著者名/発表者名: Keitaro Tanno, Yusuke Kawai, and Takahito Ono
  • 学会等名: The 25th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS2010)
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2012-04-01
• [学会発表] Microchanneled resonant heat sonsor for a living cell (2011)
  • 著者名/発表者名: Masaya Toda, Tomoyuki Otake, Naoki Inomata, Takahito Ono
  • 学会等名: Microprocess and Nanotechnology Conference
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2011-10-26
• [学会発表] Coupled mechanical Si resonators and its entrainment condition (2011)
  • 著者名/発表者名: Keitaro Tanno and Takahito Ono
  • 学会等名: Microprocess and Nanotechnology Conference
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2011-10-25
• [学会発表] Nonlinear Micromechanical Bistable Resonator Capable of Vibration Switching by Thermomechanical Noise at Room Temperature (2010)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Yoshida and Takahito Ono
  • 学会等名: The 5th Asia-Pacific Conference on Transducers and Micro-Nano Technology, Perth
  • 発表場所: Western Australia
  • 年月日: 2010-07-07
• [学会発表] Noise-enhanced sensing using micromechanical nonlinear resonator (2009)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Yoshida and Takahito Ono
  • 学会等名: The 2009 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2009-10-07
• [学会発表] Development of 100-nm-thick self-sensing nanocantilever and characterization of the temperaturedependence of the piezoresistivity and conductivity (2009)
  • 著者名/発表者名: Yonggang Jiang, Takahito Ono, and Masayoshi Esashi
  • 学会等名: Proceeding of International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems
  • 発表場所: Denver, USA
  • 年月日: 2009-06-24
• [図書] Encyclopedia of Nanotechnology, Springer Science+Business Medhia B.V. (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahito Ono, Masayoshi Esashi
  • 総ページ数: 1-13
  • 出版者: Microfabricated Probe Technology
• [図書] ナノ計測を可能にするツール,応用物理81,1 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小野崇人
  • 総ページ数: 45-50
  • 出版者: 日本応用物理学会
• [備考]
  • URL: http://www.nme.mech.tohoku.ac.jp/