光・磁気駆動型マイクロアクチュエータの基礎研究

光/磁驱动微执行器基础研究

基本信息

批准号：
15656044
负责人：
進士忠彦
金额：
$ 1.86万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,はじめに,GaAs-Fe/GaAs薄膜を,二層成長によって作製し,その磁化測定や,X線回折測定を行なうことで試料の評価を行なった.200℃の低温で作製した二層成長試料に,熱処理を加えることによって,約0.9×10^<-9>Wb/mの大きな光誘起磁化変化を示す試料を作製したが,試料の温度上昇による磁化変化の増加も含まれることが明らかになった.また,以前のアクチュエータで問題となっていたSi微細はりとGaAs-Fe/GaAs薄膜との接着構造を廃し,GaAs-Fe/GaAs薄膜からバルクマイクロマシニングによるアクチュエータの試作に取り組んだ.その結果,長さ10mm,幅2mm,厚さ30μmの片持はり型アクチュエータの試作に成功した.次に光・磁気駆動型マイクロアクチュエータの,光誘起磁化に起因する変形,レーザー加熱による熱変形と熱磁化による変形を分離評価する手法を提案し,試作アクチュエータに適用した.その結果,レーザーパワー増加に伴う光誘起磁化に起因する変位の増加,光誘起磁化による応答の高速化を観測した.レーザーパワー8mWにおいて,アクチュエータ変位0.93μmの中で光誘起磁化に起因する変位は0.08μmであり,変位全体における寄与率は8.2%であることを明らかにした.また,光・磁気駆動型マイクロアクチュエータにおける変位発生メカニズムの解明のために,アクチュエータ駆動用レーザーの円偏光の影響を検討した.その結果,左円偏光の方が右円偏光より磁化変化が大きいことを発見した.また,光・磁気駆動型マイクロアクチュエータにおけるバイアス磁界の印加磁場方向の影響を検討した結果,磁束がGaAs-Fe面からGaAs面へ通過する方向の方が逆の方向より磁化変化が大きいことも発見した.

在这项研究中，首先是通过双层生长制备GAAS-FE/GAAS薄膜，并通过测量其磁化和X射线衍射测量来评估样品。通过将热处理应用于在200°C低温下制成的双层生长样品，该样品显示了大约0.9×10^<-9> wb/m的磁性诱导的磁化变化变化，并且发现该样品还包括由于样品温度升高而导致的磁化变化的增加。此外，还使用了先前的执行器。消除了ETA问题的Si Microbe和Gaas-Fe/GaAs薄膜之间的粘附结构，并消除了GAAS-FE/GAAS薄膜，以使用GAAS-FE/GAAS薄膜中的散装微机械加工来制作执行器。结果，我们成功构建了一个悬臂梁型致动器，长度为10 mm，宽度为2 mm，厚度为30μm。接下来，由于光诱导的磁化强度，热变形和由于激光加热而导致的变形，我们已经实现了光学和磁驱动的显微驱动器的原型。我们提出了一种分离和评估由激光功率增加引起的变形的方法，并且观察到由于光诱导的磁化而引起的响应速度。在8MW的激光功率下，光诱导的磁化引起的位移为0.08μm，总位移的贡献率为8.2％。此外，观察到光学/磁驱动微型。为了阐明方向盘中位移产生的机制，我们研究了执行器驱动激光器中圆极化光的效果。结果，我们发现左圆极化光的磁化变化比右圆极化光更大。此外，我们研究了光学和磁驱动的显微驱动器在施加磁场的偏置场方向的影响，并发现磁化强度的变化在从GAAS-FE平面传递到GAAS平面的方向上比相对方向更大。