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

基于飞克级高灵敏度 MEMS 的压电振动器的研究和开发，用于个人医疗保健安全

• 批准号: 07F07613
• 负责人: 前田 龍太郎
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07F07613/
• 关键词: 超高感度質量センサ; マイクロ振動子; 健康管理のモニター; ディスク型振動子; マイクロカンチレバー型振動子; 高いQ値; 強誘電体薄膜; PZT

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。

Safety and security are an important issue for the people, and the health industry is an important industry and an expectation. In this study, the health management system used micro-high-sensitivity micro-sensors.これらセンサは holding ちLUDE びがpossible で, dog の nose degree の sensitivities を holder ち, fire 薬 や poison の検CHE, ある い は HUMAN の発 す る stinky いIt is possible to use health management services and uses, to ensure the safety and security of the people, and to improve health, to use useful technology and to look forward to it. It's a high-sensitivity problem. The problem of loss is caused by the use of vibration type sensors. The Q value of the vibration (resonance of the Q value) is large in the middle and large in the vacuum, and it is difficult to measure the high sensitivity outside of vacuum. The up and down vibration is the resistance of the air, the vibration of the root is the escape, and the internal friction of the material is the resistance. The これらをけるために, the でではディスク type oscillator used in this study was adopted. The ディスク vibrator はワイングラスのvibration と同様にディスクの 2-dimensional direction のゆがみ vibration であるために, up and down vibration が小なく, Vibration section holder is fixed, upper limit of vibration is suppressed, large sensitivity is high, and vibration is limited. This research is based on the use of ultra-small and high-sensitivity microstructures.なセンシングシステムをprototypeし、実験的に开発を进めた.

项目成果

An Integrated Microcantilever for Resonant Based Bio-chemical Sensing Applications

用于基于谐振的生化传感应用的集成微悬臂梁

• 发表时间: 2008
• 作者: Lu;Jian
• 通讯作者: Jian

検出センサ、振動子

检测传感器、振动器

• 发表时间: 2008

High-Q and CMOS compatible single crystal silicon cantilever with separated on-chip piezoelectric actuator for ultra-sensitive mass detection

高 Q 值和 CMOS 兼容的单晶硅悬臂梁，具有独立的片上压电执行器，用于超灵敏质量检测

• 发表时间: 2008
• 作者: Lu;Jian
• 通讯作者: Jian

High Quality Factor Silicon Cantilever Driven by PZT Actuator for Resonant Based Mass Detection

由 PZT 执行器驱动的高品质因数硅悬臂梁，用于基于谐振的质量检测

• 发表时间: 2009
• 期刊: Microsystem Technologies (in press)
• 作者: Lu;Jian
• 通讯作者: Jian

Inductively Coupled Plasma Reactive Ion Etching of Lead Zirconate Titanate Thin Films for MEMS Application

用于 MEMS 应用的锆钛酸铅薄膜的感应耦合等离子体反应离子蚀刻

• 发表时间: 2009
• 期刊: IEEJ Transactions on Sensors and Micromachine (in press)
• 作者: Lu;Jian
• 通讯作者: Jian