超高感度光圧センシングNEMS技術創出と光-ナノ構造の相互作用の解明

创建超灵敏光学压力传感NEMS技术并阐明光-纳米结构相互作用

• 批准号: 22H01951
• 负责人: 米谷 玲皇
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01951/
• 关键词: NEMS; ナノメカニカル振動子; センシング; 光圧; 情報科学

新たな物質操作・輸送技術や分析技術，合成技術の創出に向け、ナノメカニカル振動子をコンポーネントとするNEMS（Nanoelectromechanical systems）を利用した光圧の超高感度センシング技術を生み出すことと、これを活用することによりナノ構造と光の相互作用に関する理解を深化させることが、本研究の狙いである。当年度は、多様な環境におけるナノメカニカル振動子の振動挙動に関して理解を深めるための基礎的研究，振動検出方法に関する研究を推進した。特に、液中の振動挙動に関し液濃度の計測を通してその理解深化に関する研究を進めた。ナノメカニカル振動子は、集束イオンビームによるイオン注入およびウエットエッチングを利用したプロセスにより作製したシリコンからなる両持ち梁振動子を用いた。結果として、共振周波数変化や振幅変化を直接的に用いる従来の手法と比較し、畳み込みニューラルネットワークに基づく深層学習を用いて液中においてナノメカニカル振動子の振動を高感度に検出可能であることを示すとともに、深層学習の学習プロセスの可視化手法を本研究に適用することにより振幅の小さな振動が高感度であることを見出した。従来NEMSナノメカニカル振動子を利用したセンシングにおいて活用されていなかった振動挙動が高感度である可能性を示唆する知見でもある。この成果は、畳み込みニューラルネットワークを利用した振動検出法が、光圧の高感度なセンシングを達成するための有力な手段であることを期待させるものである。

New material handling, transport technology, analytical technology, synthesis technology, creation of NEMS (Nanoelectromechanical systems), use of ultra-high sensitivity technology for optical pressure generation, use of technology, structure and interaction of light, deepening of understanding, this research is aimed at. In this year, the basic research of vibration detection in multi-environment and vibration detection method is promoted. The study of vibration and liquid concentration measurement in special liquid is carried out through deepening the understanding. For example, if a beam oscillator is used, the beam oscillator is used. The result is that the resonance frequency is changed and the amplitude is changed directly. It is evident that the visualization method of deep learning learning tools is applicable to this study, and that small amplitude vibrations can be highly sensitive. The possibility of high sensitivity of vibration is demonstrated by the use of NEMS. The result is that the vibration detection method and the high sensitivity detection method are used to detect and detect the vibration.

项目成果

研究室ホームページ

实验室主页

液体金属FIB ～3次元ナノ造形技術，デバイス研究への利用～

液态金属FIB - 3D纳米加工技术，用于器件研究 -

• 发表时间: 2022
• 作者: Akira Ohtomo;Takuto Soma;Kohei Yoshimatsu;吉松 公平;吉松 公平;Kohei Yoshimatsu;Kohei Yoshimatsu;Kohei Yoshimatsu;米谷玲皇
• 通讯作者: 米谷玲皇