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ナノシートトランスデューサ

シーズコード S130010350
掲載日 2013年6月6日
研究者
  • 中村 純
  • 前中 一介
技術名称 ナノシートトランスデューサ
技術概要 ナノシートトランスデューサ1は、シリコンからなる基板層101と、酸化シリコンからなる絶縁層102と、不純物が導入されて導体として機能するシリコン層103とを含む。ダイは支持部11aと可撓電極11bと固定電極10a、10bとがシリコン層103によって形成する。シリコン層103からなる支持部11aと可撓電極11bとは、絶縁層102を介して基板層101に結合された一体の直柱体を構成している。可撓電極11bは厚さtが1μm未満のシート状の矩形に形成する。可撓電極11bの高さhと幅wは可撓電極11bと固定電極10a、10bとによって形成される静電容量と比例関係にある。固定電極10bが可撓電極11bと対向する面積は、両者間の静電容量と比例関係にある。したがって可撓電極11bのたわみ量に応じて変化する静電容量を検出することで音波や圧力や加速度などの物理量を検出するセンサになる。センサとして利用する場合、固定電極10a、10bと可撓電極11bとにバイアス電圧を印加し、固定電極10aと可撓電極11bとの距離D1、固定電極10bと可撓電極11bとの距離D2の変化に伴う静電容量の変化を検出すればよい。
画像

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研究分野
  • 幾何学的・力学的量の計測一般
  • 電磁気的量の計測一般
展開可能なシーズ カーボンナノチューブ同士が接触することによって生ずる電気抵抗の変化を利用して物理量を検出する場合、林立しているカーボンナノチューブ同士の接触形態は再現性が低いため、正確に物理量を検出することは困難である。静電容量型トランスデューサーの製造コストを抑制しつつ感度を高めることを目的とする。
可撓電極は厚さが1μm未満と極めて薄いため、曲げ強度が高い。また基板層の主面に対して垂直なシート状の可撓電極は、高さを高くすることにより面積を広くできる。この可撓電極と対向する固定電極の側面も主面からの高さを高くすることにより面積を広くできる。このため、同一サイズのシリコンウエハから製造できるトランスデューサーの数を変えずに出力や感度を高めることができる。また可撓電極は厚さが1μm未満と極めて薄いため、たわみ量/力で表される係数が大きく、曲げ強度が高い。すなわち、出力や感度が高く、強度も高く、かつ安価な静電容量型トランスデューサーを実現することができる。
用途利用分野 ナノシートトランスデューサ、加速度計、質量計、角加速度計、圧力計
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) ヤマハ株式会社, 兵庫県, 国立研究開発法人科学技術振興機構, . 中村 純, 前中 一介, . ナノシートトランスデューサ. 特開2012-096336. 2012-05-24
  • B81B   3/00     
  • G01L   9/00     
  • G01P  15/125    
  • B81C   1/00     

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