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Top > Research 光ＭＥＭＳとＲＦ-ＭＥＭＳ研究 (English
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年吉研究室は、東京大学生産技術研究所のマイクロナノメカトロニクス国際研究センターに所属しているＭＥＭＳの研究室です。ＭＥＭＳとはMicro Electro Mechanical Systemsの略で、１ミリメートル程度の微小な機械構造を半導体プロセス等を用いて製作し、それをさまざまな方面に応用する研究です（こちらにＭＥＭＳのイントロがあります）。年吉研究室ではＭＥＭＳデバイスの設計理工学、ＭＥＭＳプロセスの研究開発、ＭＥＭＳ技術の微小光学応用とＲＦ(Radio Frequency) 高周波通信応用に取り組んでいます。最近の研究成果のサンプルは、先端研ニュース記事をご覧下さい。
| 凡例 | (Year Start-) = 現在実施中 (Year Start-Year End) = 一時停止中 (Year Start-Year End) = 終了 |
」領域課題「エレクトレットＭＥＭＳ振動・トライボ発電」（２０１５〜２０１９） (English
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本研究では、次世代の無線センサノードに必要な１０ｍＷ級の自立電源を実現するために、ＭＥＭＳ技術とイオン材料技術を駆使して、環境の振動から未利用エネルギーを回収する振動発電素子（エナジーハーベスタ）の基礎研究に取り組みます。特に、固体中のイオンを用いたエレクトレット（永久電荷）による静電誘導現象の解明と、イオン液体電気二重層キャパシタを用いた新規デバイスを開発します。
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２０１５年３月から２０１７年２月までの予定で、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（ＮＥＤＯ）のエネルギー・環境新技術先導プログラムによる「トリリオンセンサ社会を支える高効率ＭＥＭＳ振動発電デバイスの研究」プロジェクトを実施中です。
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２０１１年２月から２０１４年３月までの期間、日本学術振興会の最先端・次世代研究開発支援プログラムによる「集積化ＭＥＭＳ技術による機能融合・低消費電力エレクトロニクス」プロジェクトを実施しました。
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２００５年４月から２００８年３月の３年間、当研究室は財団法人神奈川科学技術アカデミー（ＫＡＳＴ）の「光メカトロニクス」プロジェクトを運営しました。このプロジェクトでは、光とマイクロ／ナノメカの相互作用を切り口とした新しいＭＥＭＳ応用の研究を行いました。
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ＲＦ－ＭＥＭＳ応用として、マイクロメカニカル周波数フィルタ（共振器）の新しい検出方法や、ＲＦ－ＭＥＭＳスイッチに取り組んでいます。
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ＭＥＭＳ技術による光変調器は画像ディスプレィに応用可能です。たとえば、ＭＥＭＳ光スキャナはレーザ描画型の画像ディスプレィに使われます。また、ＭＥＭＳ回折格子はレーザ描画ディスプレィの光強度を調整する機構に使われます。光の干渉には、バックライトからの光を着色する効果があります。また、ＭＥＭＳ光スキャナを用いた３次元ディスプレィを実証研究を行っています。
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本来ＭＥＭＳとはマイクロエレクトロニクスとマイクロメカニクスの融合したシステムのことですが、加速度センサやディスプレー用ミラーアレイなどをのぞけば、電気機械系が本当の意味で集積化された例は少ないのが実情です。本研究室では、マイクロアクチュエータ系とその駆動回路系を容易に集積化するためのプラットフォーム技術開発に取り組んでいます。
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本研究室はＭＥＭＳの光ファイバ通信応用を出発点にして発足しました。光ファイバ通信は、一本の光ファイバ内に４、８、１６波…の波長の異なる光をまとめて通す波長多重通信に移行しつつあります。光ファイバ通信分野には、スイッチ、クロスコネクト、波長選択スイッチ、可変減衰器など、ＭＥＭＳ技術の応用先がいろいろと考えられています。
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光通信応用以外にも、いろいろな光ＭＥＭＳ技術を開発しています。たとえば、光によって駆動できるマイクロミラーを用いて、別の光を制御する新しい微小光学システムを研究中です。また、フォトニック結晶光導波路とＭＥＭＳアクチュエータを組み合わせた光変調器にも取り組んでいます。
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半導体プロセスはフォトマスクやウエハのサイズによって、できあがりのデバイス寸法に上限があります。その一方で、印刷技術による製法では幅数センチメートルのフレキシブル資料から、新聞紙のような大判のウェブ（紙）を取り扱うことも可能です。ここでは、薄いプラスチックフィルム上にグラビア印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷等を施すことによりＭＥＭＳ構造を製作する手法と、その応用研究を紹介します。
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非常に小さなマイクロ機械が、「光年」スケールの天文分野にも使われています。本研究室では、東京大学理学部天文センターと共同で、天体望遠鏡の近赤外分光器に搭載するマイクロシャッタアレイを製作し、銀河進化などの理論天文学に役立つ天文観測装置の要素部品を研究開発しています。
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従来のＳＯＩ－ＭＥＭＳでは、ＳＯＩ層にアクチュエータの電気的機能と機械的能が集中していたので、無理のある設計をせざるを得ないことがありました。本研究では、ＳＯＩ－基板間を簡単に電気的接続する方法（スティクションバー）を開発し、ＳＯＩ層と基板層を用途にあわせて使い分ける手法を開発しました。
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本研究室は、シリコンマイクロアクチュエータの開発に基礎を置いています。光応用向けのさまざまなアクチュエータを開発しています。
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ＭＥＭＳプロセスの基本として、さまざまなシリコン・マイクロマシニング技術、ノウハウを開発しています。
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そのほか、さまざまなちょっと変わったアクチュエータやプロセスを開発しています。
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ＭＥＭＳ研究に役立つちょっとしたヒント集です。
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