Time-resolved local-stress measurement of MEMS resonating structure using micro Raman spectroscopy

使用微拉曼光谱对 MEMS 谐振结构进行时间分辨局部应力测量

• 批准号: 24656087
• 负责人: TSUCHIYA Toshiyuki
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-24656087/
• 关键词: 動的局所応力計測; シリコン; 顕微ラマン分光; 光チョッパー; 静電アクチュエータ; 振動子; 時間分解応力測定; 共振子; マイクロマシン; 光チョッパ

A pull-in type electrostatic optical chopper using silicon-on-glass (SOG) wafer was proposed, fabricated, and tested to develop time-resolved micro-Raman spectroscopy for measuring local dynamic stress of silicon micro-electro-mechanical system (MEMS) resonators. The moving mass of electrostatic actuator made of the silicon device layer of SOG wafer is used as an optical chopper. The silicon mass has many slits where the incident laser light penetrates. At the OFF-state, the penetrated light terminated at aluminum shields on the glass substrate. By actuating the mass by electrostatic parallel plate electrodes, the penetrated light goes through the chopper (ON-state). Inserting the chopper to the micro Raman spectroscope, time-resolved analysis will be realized. The mechanical and optical responses of the chopper were measured. The double-side-drive type of chopper has a response time of around 50 us, which is good enough for the application.

提出、制作并测试了一种基于SOG晶片的吸合型静电光斩波器，用于发展时间分辨显微拉曼光谱技术，测量硅微机电系统（MEMS）谐振器的局部动态应力。静电驱动器的移动质量由SOG晶片的硅器件层制成，用作光学斩波器。硅块具有许多狭缝，入射激光穿透这些狭缝。在关闭状态下，穿透的光终止于玻璃基板上的铝屏蔽。通过由静电平行板电极致动质量，穿透的光穿过斩波器（ON状态）。将斩波器插入微型拉曼光谱仪中，可实现时间分辨分析。测量了斩波器的机械响应和光学响应。双边驱动型斩波器的响应时间约为50 μ s，这对于应用来说是足够好的。

项目成果

シリコンの破壊と疲労（第1編 第12章 3節） 服部敏雄他編：破壊力学大系

硅的断裂和疲劳（第 1 部分，第 12 章，第 3 节）Toshio Hattori 等编辑：断裂力学系统

• 发表时间: 2012
• 作者: 小北雄亮;谷山彰;平井義和;田畑修;土屋智由;Toshiyuki Tsuchiya;佐藤 一雄，土屋智由
• 通讯作者: 佐藤 一雄，土屋智由

Material and Device Reliability in Si MEMS Sensors

Si MEMS 传感器的材料和器件可靠性

• 发表时间: 2012
• 作者: 小北雄亮;谷山彰;平井義和;田畑修;土屋智由;Toshiyuki Tsuchiya
• 通讯作者: Toshiyuki Tsuchiya

時間分解顕微ラマン分光のためのプルイン型MEMS光チョッパの動作特性

用于时间分辨微拉曼光谱的牵引式 MEMS 光学斩波器的工作特性

• 发表时间: 2013
• 作者: 谷山彰;小北雄亮;平井義和;田畑修;土屋智由
• 通讯作者: 土屋智由

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Fatigue Testing of Polycrystalline Silicon Thin-film Membrane Using Out-of-plane Bending Vibration

利用面外弯曲振动进行多晶硅薄膜疲劳测试

• DOI: 10.1143/jjap.51.11pa02
• 发表时间: 2012
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Tomoki Tanemura;Shuichi Yamashita;Hiroyuki Wado;Yukihiro;Takeuchi;Toshiyuki Tsuchiya;Osamu Tabata
• 通讯作者: Osamu Tabata