宇宙航空材料評価技術研究ユニット
サブミクロン超高位置分解能を有したMEMS圧力波センサの開発及び実装
MEMS技術を用いたps-nsの時間分解能を有する薄膜圧力波センサの開発し、パルス静電応力法へ適用。サブミクロンの位置分解能を有した帯電計測を可能とする。
- ●開発センサを電動航空機、月探査用帯電センサへ適応⇒フラッグシップ研究として推進
- ●外部連携により本研究を昇華させ、航空宇宙の基盤技術開発の拠点を形成
研究スタッフ
研究室の役割，目的
近年モータ巻線、コピー感光膜、電子部品などで、サブmm ～ 数十nmの位置分解能による絶縁体の空間電荷分布が切望されている。さらに、高温や放射線などの厳しい環境条件が伴った場合もある。以上の要望に対応する為、蓄積電荷から発生させたナノ秒パルス圧力波の強度と伝搬時間から電荷量分布を得る手法であるパルス静電応力(pulsed electroacoustic: PEA)法の位置分解能をサブミクロンまで高める事を目標に、MEMS作製技術を用いた圧電PZT薄膜と、半導体の空乏層を圧電素子の分極構造に見立てた半導体センサの開発を行う。
開発したセンサをPEA法のセンサとして適応し、薄膜の帯電計測の実現を目指す。
研究項目
- ● MEMS-PZTによる薄膜圧電素子による高分解能圧力波センサの開発
- ● AlGaN/GaNヘテロ構造HEMTを用いた超高分解能圧力波センサの開発
- ● イオン液体電気二重層キャパシタ＋MEMS-FETセンサを利用した超々高分解能圧力波センサの開発
- ● 上記開発センサのPEA法への実装。50 mm以下の薄膜絶縁体内の空間電荷分布計測評価。
研究，開発技術の特徴
- ● PZTは良好な圧電性を持つ薄膜化が非常に難しかったが、スパッタ技術の向上により3 mm以下の成膜が可能となったため、本研究開発が可能となった。
- ● MOS-FET構造を用いた圧力波センサでは、高速・高出力・高効率デバイスとして、様々なグリーンICTテクノロジーへの応用が期待されている、AlGaN/GaNヘテロ構造HEMTを用いたセンサ応用する。
- ● イオン液体電気二重層キャパシタ＋MEMS-FETセンサではイオン液体と電極界面に形成される電気二重層を利用する。圧力波センサとしては従来の概念を超えて、nmオーダーの微小領域の帯電計測を目指す。