MEMS技術に基づく応力制御によるダイヤモンドのバンドエンジニアリング

使用基于 MEMS 技术的应力控制的金刚石带工程

• 批准号: 22K18957
• 负责人: 廖 梅勇
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18957/
• 关键词: ダイヤモンド; MEMS; バンドエンジニアリング

This proposal is to modulate the bandgap of diamond by using our developed diamond MEMS technology. In this year, we fabicated single-crystal diamond MEMS structures such as cantilevers and double-clamped beams with different dimensions of length from 50 to 160 um, width around 10um, and thickness from 500nm to 4um. We etched the ion-implantation induced damages in diamond by using an efficient atomic scale etching method and improved the quality factor of the single-crystal diamond cantilever from 10000 to over 200000 within 10 hrs. We also succeeded in the electrostatic control of the diamond bending, which was evidenced by the resonance frequency measurements and resonance amplitude control. These work forms the basis for next-stage of strain controlling in single-crystal diamond.

该提案是利用我们开发的金刚石MEMS技术来调制金刚石的带隙。今年，我们制作了悬臂梁和双夹梁等单晶金刚石MEMS结构，长度从50到160微米，宽度在10微米左右，厚度从500纳米到4微米不同尺寸。我们采用高效的原子级刻蚀方法刻蚀了金刚石中的离子注入引起的损伤，并在10小时内将单晶金刚石悬臂梁的品质因数从10000提高到200000以上。我们还成功地对金刚石弯曲进行了静电控制，这通过共振频率测量和共振振幅控制得到了证明。这些工作构成了下一阶段单晶金刚石应变控制的基础。

项目成果

Effect of gas pressure on the quality-factor of single-crystal diamond micro cantilevers

气压对单晶金刚石微悬臂梁品质因数的影响

• DOI: 10.1016/j.diamond.2022.109340
• 发表时间: 2022
• 期刊: Diamond and Related Materials
• 影响因子: 4.1
• 作者: Chen Yinling;Sang Liwen;Koizumi Satoshi;Koide Yasuo;Liu Xiaoxi;Liao Meiyong
• 通讯作者: Liao Meiyong

Efficient etching of diamond by oxygen annealing toward high-Q factor diamond MEMS resonators.

通过氧气退火对高 Q 因子金刚石 MEMS 谐振器进行高效金刚石蚀刻。

• 发表时间: 2022
• 作者: CHEN;Yingling;サン フアンイン;SANG;Liwen;KOIZUMI;Satoshi;KOIDE;Yasuo;Xiaoxi Liu;LIAO;Meiyong.
• 通讯作者: Meiyong.

On‐chip Diamond MEMS Magnetic Sensing through Multifunctionalized Magnetostrictive Thin Film

• DOI: 10.1002/adfm.202300805
• 发表时间: 2023-03
• 期刊: Advanced Functional Materials
• 影响因子: 19
• 作者: Zilong Zhang;Wen Zhao;Guo Chen;M. Toda;S. Koizumi;Y. Koide;M. Liao

n-Type Diamond Metal-Semiconductor Field-Effect Transistor With High Operation Temperature of 300°C

工作温度高达 300°C 的 n 型金刚石金属半导体场效应晶体管

• DOI: 10.1109/led.2022.3156149
• 发表时间: 2022
• 期刊: IEEE Electron Device Letters
• 影响因子: 4.9
• 作者: Shimaoka Takehiro;Liao Meiyong;Koizumi Satoshi
• 通讯作者: Koizumi Satoshi

Effect of pressure on quality-factor of single-crystal diamond micro cantilevers.

压力对单晶金刚石微悬臂梁品质因数的影响。

• 发表时间: 2022
• 作者: CHEN;Yingling;サン フアンイン;SANG;Liwen;KOIDE;Yasuo;KOIZUMI;Satoshi;Xiaoxi Liu;LIAO;Meiyong.
• 通讯作者: Meiyong.