スピン再配向遷移を利用する磁歪駆動マイクロアクチュエータ

本研究の目的は駆動用として磁歪材料や強磁性材料の薄膜を用いたマイクロアクチュエータの研究開発を行うことである。マイクロマシニングで加工したシリコンの微細構造に磁歪材料や強磁性材料の薄膜を付加して、アクチュエータ構造とする。磁気的異方性を持つ材料を使ったり微細構造の形状を工夫すると、一方向の交番磁場を印可しただけで、アクチュエータに2方向の動きをさせられる。このような2次元アクチュエータの設計と製作、動作特性評価と解析を行った。また、マイクロミラーを2方向に振動させ、2次元光スキャナとして用いるなどの応用も研究した。本年度の研究成果は次の通りである。1.2次元磁気駆動アクチュエータの試作と評価昨年度設計した形状をシリコンマイクロマシニングで実現し、それに磁性材料の薄膜を付加した試料を作製した。外部から磁場を印加し、動作特性を評価した。磁歪効果を用いた駆動方式と、磁性膜を永久磁石として用いた可動磁石方式による駆動を比較した結果、後者の方式がより大きな振動が得られることが分かった。さらに可動磁石型の駆動方式が2次元光スキャナーの設計を簡単にする可能性があるため、研究の方向を修正して、平成15年度のはじめからは可動磁石型アクチュエータを用いた2次元光スキャナーの研究に注力している。この結果、特殊な永久磁石薄膜を用いた可動磁石型のアクチュエータを2次元光スキャナーに応用し、数ミリメートル程度の大きなミラーを直交する2軸の周りに、大偏向角で動かすことができた。これらの成果に関して、国際会議で2件報告し、特許を1件提出、さらに最近では学術雑誌に2件の論文が採録されるに至っている。2.アクチュエータ性能向上のための新材料利用シリコンより柔かく、壊れにくい材料であるシリコンゴムによってミラーを弾性支持することにより、簡単で丈夫なマイクロスキャナーを得ることができた。今後光の走査だけでなく、高周波無線ビームの走査に利用することを目指して、鋭意研究を進めている。

本研究の目的は駆動用として磁歪材料や強磁性材料の薄膜を用いたマイクロアクチュエータの研究開発を行うことである。マイクロマシニングで加工したシリコンの微細構造に磁歪材料や強磁性材料の薄膜を付加して、アクチュエータ構造とする。磁気的異方性を持つ材料を使ったり微細構造の形状を工夫すると、一方向の交番磁場を印可しただけで、アクチュエータに2方向の動きをさせられる。このような2次元アクチュエータの設計と製作、動作特性評価と解析を行った。また、マイクロミラーを2方向に振動させ、2次元光スキャナとして用いるなどの応用も研究した。本年度の研究成果は次の通りである。1.2次元磁気駆動アクチュエータの試作と評価昨年度設計した形状をシリコンマイクロマシニングで実現し、それに磁性材料の薄膜を付加した試料を作製した。外部から磁場を印加し、動作特性を評価した。磁歪効果を用いた駆動方式と、磁性膜を永久磁石として用いた可動磁石方式による駆動を比較した結果、後者の方式がより大きな振動が得られることが分かった。さらに可動磁石型の駆動方式が2次元光スキャナーの設計を簡単にする可能性があるため、研究の方向を修正して、平成15年度のはじめからは可動磁石型アクチュエータを用いた2次元光スキャナーの研究に注力している。この結果、特殊な永久磁石薄膜を用いた可動磁石型のアクチュエータを2次元光スキャナーに応用し、数ミリメートル程度の大きなミラーを直交する2軸の周りに、大偏向角で動かすことができた。これらの成果に関して、国際会議で2件報告し、特許を1件提出、さらに最近では学術雑誌に2件の論文が採録されるに至っている。2.アクチュエータ性能向上のための新材料利用シリコンより柔かく、壊れにくい材料であるシリコンゴムによってミラーを弾性支持することにより、簡単で丈夫なマイクロスキャナーを得ることができた。今後光の走査だけでなく、高周波無線ビームの走査に利用することを目指して、鋭意研究を進めている。