東北大学工学研究科 ロボティクス専攻 ナノシステム講座 情報ナノシステム学分野

桑野・北吉・Minh研究室 Kuwano & Kitayoshi & Minh Lab.

Japanese | English

研究内容

圧電薄膜を用いたマイクロ環境発電

走査型熱顕微鏡プローブ

自立型ワイヤレスセンサネットワークの構築を目指し、高出力でメンテナンスフリーな自立電源の研究を行っています。ワイヤレスセンサネットワークの測定対象は、高層ビルや工場、河川など大規模・広範囲なものです。そのため、自立電源は環境中にばらまいても無害なものでなければなりません。 我々の研究室では、有毒な鉛を使用しない圧電材料に着目し、それを用いた小形振動発電素子の開発を進めています。

走査型熱顕微鏡プローブ

走査型熱顕微鏡プローブ

マイクロ・ナノオーダーの微小領域における温度を測定するための走査型熱顕微鏡システムの研究をしています。先端に焦電型赤外線センサを集積化させた AFMプローブを用いることにより、試料表面の幾何形状、温度分布を同時に測定することを目的としています。温度計測に赤外線を用いているので試料と非接触で温度を測定することが可能です。接触による熱の移動がないため、試料の温度を正確に測定することができます。

表面弾性波を利用したマイクロ流体制御

表面弾性波を利用したマイクロ流体制御

表面弾性波とは物体表面にエネルギーを集中して伝搬する波動の総称です。表面弾性波デバイスはフィルタやアナログ処理回路などの信号処理用デバイス、各種センサ、リニアモータなど幅広い分野で応用されています。

本研究では広範囲かつ連続的に一定流量を制御できるマイクロ流体デバイスの研究・開発を目的として,表面弾性波デバイスを用いて流量制御や混合が可能なマイクロ流体システムの研究を行っています。

(本研究の一部は、競輪&オートレースの補助事業によるものです。)

エレクトレットを用いたマイクロ発電デバイス

エレクトレットを用いたマイクロ発電デバイス

ユビキタスネットワークでは、センサの数が多いために電源も含めメンテナンスフリーであることが必要です。電源のメンテナンスフリーを実現するには、光や熱、振動などの環境エネルギから発電を行う方法があります。これをマイクロ発電と言います。本研究では、エレクトレットを用いた静電誘導により発電を行う方法に着目しました。エレクトレットとは半永久的に外部に電界を発生する誘電体のことです。

マイクロマシニングを用いたイオン源の作製

エレクトレットを用いたマイクロ発電デバイス

イオンビームは数百ナノメートルから数マイクロメートルの微細な構造を作る時に利用されます。液体状態の金属(イオンの原料)をつけた針に数kVの高電圧をかけることで、金属イオンを引き出すことができます。このイオンを生み出すイオン源を小型化する研究に取り組んでいます。