パーソナルヘルスケア安心安全用フェムトグラム高感度MEMSベースピエゾ振動子の研究開発

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安全安心は国民にとって重要な課題であり、健康産業はこれからの重要な産業と期待される。本研究では健康管理モニタリング用のキーコンポーネントである微小高感度センサを開発する。これらセンサは持ち運びが可能で、犬の鼻程度の感度を持ち、火薬や毒物の検査、あるいは人体の発する臭いから健康管理を行う用途に利用可能であり、国民の安全安心、健康の向上にとって有用な技術と期待される。しかし、このようなセンサは高感度化のために問題点がある。振動型センサを利用する場合には損失が問題となる。振動のQ値(共振の鋭さの度合い)が大気中では大きく取れず、真空中以外では高感度計測が困難になる。上下に振動するための空気抵抗、付け根からの振動エネルギーの逃げ、材料の内部摩擦である。これらを避けるために、本研究開発ではディスク型の振動子を採用する。ディスク振動子はワイングラスの振動と同様にディスクの2次元方向のゆがみ振動であるために、上下振動が少なく、振動の節を固定子とすれば、上記の振動が極限まで抑えられ、大気中でも極めて高感度のにおいセンサを開発できる。本研究開発ではマイクロマシニングを利用し、超小型で高感度なセンシングシステムを試作し、実験的に開発を進めた。