ＭＥＭＳ技術を用いた磁歪・比透磁率のハイスループット評価

使用 MEMS 技术对磁致伸缩和相对磁导率进行高通量评估

• 批准号: 16J11594
• 负责人: 前谷 卓哉
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J11594/
• 关键词: MEMS; コンビナトリアル手法; 磁歪; ハイスループット評価

磁歪材料は非接触駆動，大出力といった特徴から多くのアクチュエータやセンサに応用されている．本研究では，磁歪材料の重要な物性値である磁歪量と比透磁率(磁化曲線)をハイスループット評価する方法として，カンチレバー構造を有するMEMS構造体を用いた新しいハイスループット評価方法の考案，及び原理確認を行うことを目的とした．平成29年度は，1)SOIウエハを用いたMEMS構造体の製作，2)製作したMEMS構造体を用いた磁歪量，比透磁率のハイスループット評価を実施し，以下の成果を得た．1) SOIウエハを用いたMEMS構造体の製作カンチレバー形状のMEMS構造体に成膜した磁歪材料をアニールした際には内部応力が発生する．内部応力によりカンチレバーにはたわみが発生してしまうため剛性の高い厚膜のSiデバイス層を有するSOIウエハを用いてMEMS構造体の製作を行った．発生するたわみは磁歪材料の磁歪量，比透磁率を評価できる程度に抑制することができ，SOIウエハを使用したMEMS構造体の製作プロセスを確立した．2) 製作したMEMS構造体を用いた磁歪量，比透磁率のハイスループット評価SOIウエハを用いて製作したMEMS構造体を使用して，磁歪量，比透磁率の評価を行った．磁歪量は，カンチレバー形状のMEMS構造体に外部磁場を印加した際に発生するたわみを，カンチレバー近傍に設置した電極との間の静電容量変化を測定することで評価した．測定結果は従来から磁歪量の測定に利用されている光てこ法を用いた測定結果と比較し，妥当性を確認した．比透磁率の測定は，カンチレバー形状のMEMS構造体を加振した際に，近傍に設置したピックアップコイルに発生する，磁歪材料の磁化に比例した誘導起電力を測定することで評価した．測定結果は従来から比透磁率測定に利用されている試料振動型磁力計の測定結果と比較し，妥当性を確認した．

由于非接触式驾驶和高输出的特征，磁性材料已应用于许多执行器和传感器。这项研究旨在使用具有悬臂结构的MEMS结构来设计一种新的高通量评估方法，并确认原理作为评估磁刻度量和特定渗透性（磁化曲线）的方法，这是磁体阻滞性材料的重要物理特性。在2017财年，我们进行了1）使用SOI晶片的MEMS结构的生产，以及2）使用制造的MEMS结构对磁截图和相对渗透性进行了高通量评估，并实现了以下结果。 1）当在悬臂形的mems结构上形成磁性材料时，使用SOI晶片制成MEMS结构，将产生内部应力。由于内部应力会导致悬臂的挠度，因此使用具有高度刚性，较厚的Si设备层的SOI晶圆制造了MEMS结构。可以抑制生成的挠度，以在可以评估磁盘性材料的磁刻度量和相对渗透性的程度上，并建立了使用Soi Wafers的MEMS结构制造过程。 2）使用制成的MEMS结构对磁截图和相对渗透性进行高通量评估，我们使用Soi Wafers使用制造的MEMS结构评估了磁截图和相对渗透性。通过测量安装在悬臂附近的电极与安装在悬臂附近的电极之间的电极之间的变化来评估磁链量。将测量结果与使用光杠杆方法的测量结果进行了比较，该方法已用于测量磁截图，并确认了有效性。通过测量在附近安装的拾音器线圈中产生的诱导的电动力来评估相对渗透率的测量，当悬臂形的MEMS结构激发时，该测量与磁体阻滞性材料的磁化成正比。将测量结果与样品振动型磁力计的结果进行了比较，该测量表已用于测量相对渗透性，并经过验证。

项目成果

磁歪材料の磁化特性に関するハイスループット評価

磁致伸缩材料磁化性能的高通量评估

• 发表时间: 2017
• 作者: 河合 駿;岡田 法大;湯澤 勝浩;佐々木 寛人;蟹江 慧;清田 泰次郎;清水 一憲;本多 裕之;加藤 竜司;前谷卓哉，本川侑季，溝尻瑞枝，櫻井淳平，秦誠一;本川侑季，前谷卓哉，溝尻瑞枝，櫻井淳平，秦誠一;前谷卓哉，本川侑季，小林義典，溝尻瑞枝，櫻井淳平，秦誠一
• 通讯作者: 前谷卓哉，本川侑季，小林義典，溝尻瑞枝，櫻井淳平，秦誠一

磁歪材料のコンビナトリアル探索用SOI-MEMSデバイス製作

用于磁致伸缩材料组合探索的 SOI-MEMS 器件制造

• 发表时间: 2017
• 作者: 河合 駿;岡田 法大;湯澤 勝浩;佐々木 寛人;蟹江 慧;清田 泰次郎;清水 一憲;本多 裕之;加藤 竜司;前谷卓哉，本川侑季，溝尻瑞枝，櫻井淳平，秦誠一;本川侑季，前谷卓哉，溝尻瑞枝，櫻井淳平，秦誠一
• 通讯作者: 本川侑季，前谷卓哉，溝尻瑞枝，櫻井淳平，秦誠一

SOI基板を用いたコンビナトリアル探索用カンチレバーデバイス製作

使用 SOI 衬底制造用于组合勘探的悬臂装置

• 发表时间: 2016
• 作者: 河合 駿;岡田 法大;湯澤 勝浩;佐々木 寛人;蟹江 慧;清田 泰次郎;清水 一憲;本多 裕之;加藤 竜司;前谷卓哉，本川侑季，溝尻瑞枝，櫻井淳平，秦誠一;本川侑季，前谷卓哉，溝尻瑞枝，櫻井淳平，秦誠一;前谷卓哉，本川侑季，小林義典，溝尻瑞枝，櫻井淳平，秦誠一;前谷卓哉，本川侑季，溝尻瑞枝，櫻井淳平，秦誠一
• 通讯作者: 前谷卓哉，本川侑季，溝尻瑞枝，櫻井淳平，秦誠一

SOI-MEMSデバイスを用いた磁気特性のコンビナトリアル評価

使用 SOI-MEMS 器件对磁性能进行组合评估

• 发表时间: 2017
• 作者: 河合 駿;岡田 法大;湯澤 勝浩;佐々木 寛人;蟹江 慧;清田 泰次郎;清水 一憲;本多 裕之;加藤 竜司;前谷卓哉，本川侑季，溝尻瑞枝，櫻井淳平，秦誠一
• 通讯作者: 前谷卓哉，本川侑季，溝尻瑞枝，櫻井淳平，秦誠一