PZT/PZT薄膜バイモルフ構造の評価と応用

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23760233
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 兵庫県立大学
• 研究代表者: 神田 健介 兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 助教 (20446735)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: マイクロ / ナノメカトロニクス

研究概要

薄膜Pb[Zr,Ti]O_3:PZTの2層構造であるPZT/PZTバイモルフ構造のMEMSデバイスへの応用を目的とした.スパッタ法による成膜において,2層のPZT薄膜の成膜温度および電極金属の構造を含む成膜条件の最適化により,5.4um厚のPZT/PZT構造の成膜に成功した.電気特性・圧電特性評価より,従来の単層成膜したPZTと同等の特性を有しており,上下層のPZTが極めて一致した特性を持つことを確認した.MEMSミラーを試作し,電圧印加時の変位を測定した結果,単層のみを駆動するユニモルフ駆動時と比較してバイモルフ駆動では2倍の変位が得られた.加えて,薄膜の密着性がMEMSデバイス利用に際し十分であることを確認した.

研究成果

• [雑誌論文] Fabrication and Characterization of Double Layer Pb(Zr,Ti)O_3 Thin Films for Micro-Electromechanical Systems (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Kanda, J. Inoue, T. Saito, T. Fujita, K. Maenaka
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol. 51 ページ: 09LD12
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.51.09LD12
• [雑誌論文] (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Kanda, T. Saito, Y. Iga, K. Higuchi, K. Maenaka
  • 雑誌名: sensors 巻: Vol. 12 ページ: 16673-16684
  • DOI: DOI:10.3390/s121216673
• [学会発表] Fabrication and Evaluation of Bimorph Comprising of Double Pb[Zr,Ti]O_3 Thick Films (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Inoue, K. Kanda, T. Fujita, K. Maenaka
  • 学会等名: 2013 IEEE Joint UFFC, EFTF, and PFM Symposium
  • 発表場所: プラハ,チェコ共和国
  • 年月日: 2013-07-25
• [学会発表] MEMS デバイス向け厚膜 PZT/PZT バイモルフ構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 井上純一,神田健介,藤田孝之,前中一介
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大(神奈川県)
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] PZT の微細加工とセンサへの応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 神田健介
  • 学会等名: 第67回次世代センサ協議会
  • 発表場所: 兵庫県立大学(兵庫県)
  • 年月日: 2013-03-08
• [学会発表] PZT の微細加工とセンサへの応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 神田健介
  • 学会等名: マイクロシステム融合研究会
  • 発表場所: 東北大学(宮城県)
  • 年月日: 2013-01-10
• [学会発表] Fabrication and Characterization of Lateral-Directional Actuator Using Pb(Zr,Ti)O_3 Thin Films (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Kanda, Y. Akashi, T. Fujita, K. Maenaka
  • 学会等名: 2012 Fifth International Conference on Emerging Trends in Engineering and Technology
  • 発表場所: イーグレ姫路(兵庫県)
  • 年月日: 2012-11-05
• [学会発表] Miniaturization of Vibratory Beam Accelerometer by using PZT (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Kanda, K. Nagata, T. Yamakawa, T. Fujita, K. Maenaka
  • 学会等名: 26th European Conference on Solid-State Transducers
  • 発表場所: クラクフ,ポーランド
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] MEMS のための薄膜 PZT/PZTバイモルフ (2012)
  • 著者名/発表者名: 神田健介,永田和幸,山川隆洋,藤田孝之,前中一介
  • 学会等名: 第29回強誘電体応用会議
  • 発表場所: コープイン京都(京都府)
  • 年月日: 2012-05-24
• [学会発表] 低アスペクト比構造体の PZT 薄膜による側面方向駆動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 神田健介,明石優,藤田孝之,前中一介
  • 学会等名: 第59回春季応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京都)
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] 構造上での演算機能を有する3軸加速度センサ (2011)
  • 著者名/発表者名: 齋藤誉司,神田健介,伊賀友樹,樋口行平,前中一介
  • 学会等名: 第28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: 船堀タワーホール(東京都)
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] P(VDF/TrFE)薄膜を用いた柔軟な心拍・呼吸センサ (2011)
  • 著者名/発表者名: 塩野祥平,濱田浩幸,蒋永剛,樋口行平,神田健介,藤田孝之,前中一介
  • 学会等名: 電気学会センサ・マイクロマシン部門総合研究会
  • 発表場所: 東京工業大学(東京都)
  • 年月日: 2011-06-30