2019 Fiscal Year Annual Research Report
Superposition of state of nonlinear oscillation on nano-electro-mechanical system consisting of atomic layer material
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17H01040
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
秋田 成司 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60202529)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野内 亮 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70452406)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | グラフェン / 原子層膜 / ナノ電気機械 / ナノ機械共振器 / 振動の重ね合わせ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
揺らぎのある非線形振動の重ね合わせの共鳴現象の実現を目指し本年度は、主に2つの原子層NEMSの結合と振動の重ね合わせによる共鳴現象に関する研究を行った。
２つの非線形機械振動の結合強度を変化できるNEMSの実現について、振動の光誘起キャリアにより遅延項が光変調で実現できることを見出した。これにより、2つの結合したナノ機械共振器において振動状態が容易に独立に制御できることが明らかになった。これまで検討してきた電気的、熱的な方法に加えて上記の光誘起キャリアによる制御方法を加え検討を進めた。
振動の重ね合わせによる共鳴現象の実現に関しては各原子層NEMSを自励発振させた状態で検討をすすめ振動の重ね合わせによる共鳴現象の実現を図った。
・カオス振動の実現：非線形振動している場合、同一周波数で２つの振幅を取ることができ、２値状態をもつ共振系と言える。これを自励発振させた場合、カオス的な振幅変動が起きる条件があることが知られている。ここでは、まず単一の原子層NEMSで自励発振が可能となる帰還条件を実現し、カオス発振が発現する条件を探索した。
・揺らぎを加えた系の解析：上の検討課題も系自体にカオス発振が含まれるため、揺らぎが加えられた系と言えるが、ここでは、２つの結合関係に揺らぎ（周波数・位相・振幅の３条件）を加えることで系の安定状態を検討した。ここで加える揺らぎも自然界に存在する熱揺らぎを模擬したエネルギースペクトルを持つものを重畳し、非線形振動子の結合系に与える影響を調べた。その結果、光誘起熱効果による影響が大きいことを見出した。また、この探索の際に、MoS2等の半導体的な特性をもつ２次元物質原子層において特定の条件でQ値が５倍程度向上する条件も併せて見出した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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