| 研究課題/領域番号 |
25820175
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
今池 健 日本大学, 理工学部, 助教 (10548093)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | QCM |
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| 研究実績の概要 |
本年度は位相同期型ＱＣＭの感度を向上させる手法として，電子回路部分の設計，水晶振動子の設計，水晶振動子の加工に関する研究を主としておこなった．
電子回路部分に関して本研究では，特性の揃った水晶発振器が２組必要となるが，特に能動素子である増幅回路のばらつきが影響すると予想されたため，同一使用の増幅器を複数内蔵した増幅器１チップで２回路作製した場合と，２チップ用いてそれぞれ別々の増幅器で作製した場合の性能を評価した．結果，両者に大きな違いは無く，両発振器のアイソレーションを考慮した場合，２チップ用いた方が感度向上に有利であると予想された．
水晶振動子の設計に関して，高感度化のためには高周波化が必要となるが，高周波化すると振動子の強度の問題が発生する．そこで振動子の電極周辺のみを逆メサ型に加工することを提案した．結果，高周波化と同時に振動子間のアイソレーションも昨年度に比し約10倍改善される事をシミュレーションにより確認した．
振動子の加工に関して，水晶板のエッチング材の条件を種々検討することにより振動子の性能を示すＱ値が昨年度より向上したほか，エッチングのによっては２倍近くＱ値が変化する事を明らかにした．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
振動子部分に関して，検出感度を向上させるための高周波化に関して設計および評価を行った条件が約20％の高周波化に留まっており，これを少なくとも2倍まで高めて評価する必要があると考えており早急に進める必要がある．また，各ブロックごとの性能は評価したが，周波数をオフセットさせた場合の位相同期回路として機能させた場合の特性の評価を行っていないため回路側に対しても遅れが生じている．
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度までは回路設計部分と水晶振動子部分の性能向上を主に行ったが今後は，位相同期回路部分に分周器，逓倍器，およびダイレクトディジタルシンセサイザ等を組み込み周波数オフセット機能を持たせた位相同期回路について検討するほか，計測用標準ガス発生装置を導入し，実際のガス濃度を変化させてセンサの特性を評価する必要がある．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
水晶振動子のシミュレーションに重きを置いたほか，加工に使用するエッチング材としてこれまでよりも高性能な薬剤を入手できたため，水晶振動子の加工回数が減った事による消耗品費用の低下と，海外学会出張費用を使用しなかったため次年度使用額が生じた．
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度では，実際に標準ガス発生装置を用いてセンサの性能評価を行うため多数の振動子を作製する必要があり，主に振動子の作製に関わる消耗品に使用する．
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