研究概要

携帯ディスプレイ用マイクロミラーアレイ、高感度赤外線イメージャ、光スキャナディスプレイなど、光マイクロシステムの研究に取り組んでいます。

テーマ

光通信用MEMSやマイクロ光スキャナを実現するために、マイクロオプティクス、マイクロミラーなどを駆動するアクチュエータ、および実装技術を研究する。
具体例としては、光通信用MEMSの反射防止層を中間に有する積層基板の作製技術、MEMS用PZT薄膜堆積技術、微小光学部品、異なる部品を高精度かつ低温で接合する技術などを開発する。

メンバー

羽根　一博

東北大学大学院工学研究科　ナノメカニクス専攻　教授

協働機関

リコー、トヨタ自動車、日本信号

活動状況

＊シリコンSOIウエハからマイクロミラーを製作した。低い電圧で駆動を実現すために，ミラーのねじれバネは薄膜ポリシリコンで形成し，やわらかいバネ定数を実現した。また熱処理により張力を持たせて駆動の安定性を高めた。3.5度/10Vの回転角度を得た。 (図：製作したマイクロミラー)

＊光通信用フィルタの研究では，マイクロアクチュエータにより可動フォトニック結晶スラブと基板の距離を変える。基板からの反射光ノイズを抑えるため，ウエハ張り合わせを用いた製作方法を研究した。ポリイミド接合により実現する方法を確立した。(図：製作した光通信用可変フィルタ)

＊ 窒化ガリウム発光素子とシリコンMEMSの融合を目指し，結晶成長と微細加工を研究した。(図：試作した配向可変デバイス)

＊微小光学部品、MEMS、LSI等を集積化するために必要となる精密な接合技術について研究を行っている。低融点金属であるインジウムの薄膜（厚さ約500nm）を用いて、クロムと金の薄膜（厚さ約50nm）を成膜したガラス基板どうしを300℃以下で接合した。これまでに3MPa以上の接合強度を得ている。 (図：インジウム−金薄膜を用いた接合の例)

＊ミラースキャナなど光学素子に用いるアクチュエータを研究している。光スキャナ用アクチュエータの研究では、おもにPZT薄膜を使った圧電アクチュエータの研究をしている。これまでに、バイモルフアクチュエータ単体での駆動では、7Vの印加電圧で50μm程度の変位を発生する。