振動発電素子の長期信頼性改善のためのエレクトレット劣化メカニズム解明
振動発電素子の長期信頼性改善のためのエレクトレット劣化メカニズム解明
批准号:
21H01271
负责人:
年吉 洋
金额:
$11.48万
依托单位:
依托单位国家:
日本
项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份:
2021
资助国家:
日本
项目状态:
已结题
起止时间:
2021-04-01 至 2024-03-31
中文摘要
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英文摘要
本研究は、IoT無線センサ等の自律電源として有力視されているMEMS型環境振動発電素子の発電効率と素子信頼性を高めるための研究として、機械-電気エネルギ変換材料であるシリコン酸化膜由来のエレクトレット(永久電荷)膜の電荷密度が経時変化するメカニズムを実験および分子動力学的手法を用いて解析した。また、特性劣化を抑制する手段として、エレクトレット材料の表面保護膜による水分子吸着の防止や、エレクトレット膜中へのバリア層挿入によるシリコン基板側からのキャリア侵入抑制などの対策を施し、その効果を検証した。さらに、これらの知見と対策を活用して、エレクトレット電位が10%劣化するまでの時間を10年以上に改善した高信頼性エレクトレット振動発電素子を実証した。
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Effect of H2O and H2 gas to the Lifetime of Vacuum-annealed Potassium-doped SiO2 Electret for MEMS Vibrational Energy Harvester
H2O 和 H2 气体对 MEMS 振动能量采集器真空退火掺钾 SiO2 驻极体寿命的影响
DOI:
--
发表时间:
2022
期刊:
影响因子:
--
作者:
[プトラ・レファルディ, 小澤孝拓, 本間浩章, 福谷克之, 年吉 洋]
通讯作者:
年吉 洋
Effect of hydrogen atoms on potassium-ion electrets used in vibration-powered generators
氢原子对振动发电机中使用的钾离子驻极体的影响
DOI:
10.1016/j.mssp.2022.107306
发表时间:
2023
期刊:
Materials Science in Semiconductor Processing
影响因子:
4.1
作者:
[Ohata Yoshiki, Araidai Masaaki, Ishiguro Takuma, Mitsuya Hiroyuki, Toshiyoshi Hiroshi, Shibata Yasushi, Hashiguchi Gen, Shiraishi Kenji]
通讯作者:
Shiraishi Kenji
MACHINE LEARNING-BASED EXPERIMENT PLANNING OF POTASSIUM-ION SiO2 ELECTRET FORMING
基于机器学习的钾离子SiO2驻极体形成实验规划
DOI:
--
发表时间:
2022
期刊:
影响因子:
--
作者:
[Refaldi I.D. Putra, Hiroaki Honma, and Hiroshi Toshiyoshi]
通讯作者:
and Hiroshi Toshiyoshi
Improvement of the reliability of potassium-ion electrets thorough an additional oxidation process
通过额外的氧化过程提高钾离子驻极体的可靠性
DOI:
10.1063/5.0129247
发表时间:
2022
期刊:
Applied Physics Letters
影响因子:
4
作者:
[Ohata Yoshiki, Nakanishi Toru, Chokawa Kenta, Araidai Masaaki, Ishiguro Takuma, Mitsuya Hiroyuki, Toshiyoshi Hiroshi, Shibata Yasushi, Hashiguchi Gen, Shiraishi Kenji]
通讯作者:
Shiraishi Kenji
Effects of Gas Adsorption and Ions on the Reliability of Potassium-ion SiO2 Electret
气体吸附和离子对钾离子SiO2驻极体可靠性的影响
DOI:
--
发表时间:
2022
期刊:
影响因子:
--
作者:
[Refaldi Intri Dwi Putra, Takahiro Ozawa, Hiroaki Honma, Hiroshi Toshiyoshi, and Katsuyuki Fukutani,]
通讯作者:
and Katsuyuki Fukutani,
MEMS波長可変光源の光圧ゆらぎ抑制と高精度チップスケール原子時計への展開
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批准号:24K01314
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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资助金额:$11.9万
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财政年份:2024
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负责人:年吉 洋
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依托单位:
ナノ金/酸化亜鉛装飾ポリアニリンを用いた自己給電型ガスセンサの安定性と選択性向上
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批准号:19F19048
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项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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资助金额:$1.47万
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财政年份:2019
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负责人:年吉 洋
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依托单位:
MEMS Vibrational Energy Harvesters for IoT Applications
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批准号:17F17737
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项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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资助金额:$1.47万
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财政年份:2017
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负责人:年吉 洋
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依托单位:
ナノ電気機械ロジック素子とその極限宇宙環境応用
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批准号:23310090
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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资助金额:$7.57万
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财政年份:2011
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负责人:年吉 洋
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依托单位:
ロール・ツー・ロール印刷技術による大面積MEMSに関する研究
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批准号:10F00719
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项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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资助金额:$1.22万
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财政年份:2010
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负责人:年吉 洋
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依托单位:
マイクロ・ナノメカニカルシステムの高周波デバイス応用
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批准号:04F04294
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项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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资助金额:$1.54万
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财政年份:2004
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负责人:年吉 洋
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依托单位:
シリコンマイクロマシニングによる超小型光ファイバスイッチ
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批准号:09750073
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项目类别:Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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资助金额:$1.34万
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财政年份:1997
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负责人:年吉 洋
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依托单位:
海外基金