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2012 年度 実績報告書

RF-MEMSスイッチ接点電極材料へのカーボンナノチューブ薄膜の適用

研究課題

研究課題/領域番号 22560142
研究機関岡山大学

研究代表者

木之下 博  岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (50362760)

研究分担者 磯野 吉正  神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20257819)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワードRF MEMS / CNT / 接触抵抗 / 凝着力 / 接点電極
研究概要

本研究では,RF MEMSスイッチの接点電極としてカーボンナノチューブ(CNT)薄膜を適用することを目的としている.これまでの研究結果より,CNT薄膜と金属の接触抵抗は高いが,CNT薄膜の上に金を蒸着すると接触抵抗を低下できることを見出した.さらにスイッチ動作を妨げる凝着力も小さいことを明らかにしている.
本年度はMEMSプロセスを用いて基板電極,および接点電極のためのカンチレバーを作製した.電極基板はまずCVD 法によって垂直CNT 薄膜を鉄触媒をリフトオフしたところのみ生成し,それをイソプロピルアルコールに浸して水平方向に倒し,最後に金をマスク蒸着することによって作製した.またカンチレバーもMEMSプロセスをシリコンSOI基板から作製し、最後に表面を金蒸着することで作製した.そしてそれらのDC 特性評価および開閉容量試験を行った.比較のための垂直配向したCNTを用いた 電極では静的接触抵抗は,Au 薄膜電極に比べて極めて大きく,電極として不向きであった.一方,水平配向CNT電極の接触抵抗は1.7Wと小さかった.また,水平配向CNT電極の開閉容量試験結果から,繰り返し接触中の接触抵抗値の変化は見られず,一定抵抗値を維持した.それゆえ水平配向CNT 電極は,更なる接触荷重の増加に伴う抵抗値の減少が期待できる.それゆえマイクロ有接点リレーデバイスの接点電極として有望であると思われる.
また金を蒸着することで凝着力が大きくなることが懸念されたが,振幅数ミクロン以下の微小振動を付与することで,接触面積を大きくしても凝着力がほとんど検出されないまで低下できることを見出した.

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2012 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Reducing the High Frictions on Carbon Nanotube Films by Applying Oscillating Motions under Micronewton Loads2012

    • 著者名/発表者名
      H. Kinoshita, M. Kageyama, A.A. Alias, M. Fujii
    • 雑誌名

      Tribology Online

      巻: 8 ページ: 213-217

    • DOI

      10.2474/troll.7.213

    • 査読あり
  • [学会発表] CNT 薄膜を集積したマイクロ接点電極の摩耗耐久性評価2012

    • 著者名/発表者名
      末國 啓輔, 香田 永徳, 木之下 博, 花崎 逸雄, 磯野 吉正
    • 学会等名
      「第29 回センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 発表場所
      小倉市
    • 年月日
      20121022-20121024
  • [学会発表] 振動印加によるカーボンナノチューブ薄膜の摩擦低減-ミリニュートン荷重領域における効果-

    • 著者名/発表者名
      木之下博、横井悠馬、蔭山正敏、アイディル アズリ エイリアス、藤井正浩、
    • 学会等名
      トライボロジー会議2012秋
    • 発表場所
      室蘭市
  • [学会発表] 振動印加によるカーボンナノチューブ薄膜の摩擦係数の0から1以上までのコントロール

    • 著者名/発表者名
      木之下博、蔭山正敏、アイディル アズリ エイリアス、藤井正浩
    • 学会等名
      ナノ学会第10回大会
    • 発表場所
      豊中市
  • [学会発表] カーボンナノチューブ薄膜のマイクロニュートン荷重領域における振動印加による摩擦低減効果―振動周波数と振幅依存性―

    • 著者名/発表者名
      蔭山正敏,アイディル アズリ エイリアス,木之下博,藤井正浩
    • 学会等名
      トライボロジー会議2012春
    • 発表場所
      新宿区
  • [学会発表] Friction Force Reduction on Carbon Nanotube (CNT) Films by Oscillating Motions under Micronewton Loads - Oscillation Frequency Dependence -

    • 著者名/発表者名
      Aidil Azlibin Alias, Masatoshi Kageyama, Hiroshi Kinoshita, Masahiro Fujii
    • 学会等名
      第12回機素潤滑設計部門講演会
    • 発表場所
      松山市

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公開日: 2014-07-24  

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