KR101117279B1 - Nano resonator - Google Patents
Nano resonator Download PDFInfo
- Publication number
- KR101117279B1 KR101117279B1 KR1020100033156A KR20100033156A KR101117279B1 KR 101117279 B1 KR101117279 B1 KR 101117279B1 KR 1020100033156 A KR1020100033156 A KR 1020100033156A KR 20100033156 A KR20100033156 A KR 20100033156A KR 101117279 B1 KR101117279 B1 KR 101117279B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- resonator
- voltage
- nano
- electrode
- driving
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P7/00—Resonators of the waveguide type
- H01P7/06—Cavity resonators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P7/00—Resonators of the waveguide type
- H01P7/08—Strip line resonators
Landscapes
- Micromachines (AREA)
Abstract
본 발명은 나노공진기에 관한 것으로서, 양단부에 전극(11)이 마련되고 이들 전극을 연결하는 진동부(12)가 마련된 공진기 본체(10); 상기 공진기 본체(10)의 진동부(12) 인접 측부에 배치되어 진동부(12)의 좌우 구동이 가능하도록 하는 좌우구동전극(20); 및 상기 공진기 본체(10)의 진동부(12) 인접 상부에 배치되어 진동부(12)의 상하 구동이 가능하도록 하는 상하구동전극(30)을 포함하여 구성된다. 따라서, 공진기 본체의 진동부 좌우측 및 상부에 구동 전극을 각각 배치하여 전자기력에 의한 좌우방향 공진뿐만 아니라 정전기력(Electrostatic force)에 의한 상하 구동 역시 가능하도록 함으로써, 교류 전압과 함께 직류 전압(DC voltage)을 동시에 이용하여 교류 전압(AC voltage) 구동은 물론 상하좌우 직류 전압(DC voltage) 튜닝도 가능하게 되며 이를 통해 공진기의 선형성을 유지하는 동시에 민감성 및 작동 계수(Q-factor)를 주어진 환경 하에서 항시 최적화시킬 수 있고, 또한, 서로 다른 공진 주파수 대역을 하나의 공진기에서 구동이 가능하게 되어 하나의 디바이스가 두 가지의 디바이스의 기능을 갖게 되어 나노 공진기의 공진 주파수 튜닝 이외의 다른 새로운 공진 주파수 변조가 가능하게 되는 등의 효과를 얻는다.The present invention relates to a nano-resonator, the resonator body 10 is provided with an electrode 11 at both ends and a vibrating portion 12 for connecting these electrodes; A left and right driving electrode 20 disposed on an adjacent side of the vibrator part 12 of the resonator body 10 to enable left and right driving of the vibrator part 12; And a vertical driving electrode 30 disposed above the vibrating unit 12 of the resonator body 10 to enable vertical driving of the vibrating unit 12. Accordingly, the driving electrodes are disposed on the left and right sides and the upper parts of the vibrator of the resonator body, so that not only the left and right resonances by the electromagnetic force but also the vertical drive by the electrostatic force can be applied. At the same time, it is possible to drive AC voltage as well as to tune the DC voltage up, down, left and right, thereby maintaining the linearity of the resonator and optimizing the sensitivity and Q-factor at all times in a given environment. In addition, it is possible to drive different resonant frequency bands in one resonator so that one device has the function of two devices, which enables new resonant frequency modulation other than resonant frequency tuning of nano resonators. Get the effect.
Description
본 발명은 나노공진기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공진기 본체의 진동부 좌우측 및 상부에 구동 전극을 각각 배치하여 전자기력에 의한 좌우방향 공진뿐만 아니라 정전기력(Electrostatic force)에 의한 상하 구동 역시 가능하도록 함으로써, 교류 전압과 함께 직류 전압(DC voltage)을 동시에 이용하여 교류 전압(AC voltage) 구동은 물론 상하좌우 직류 전압(DC voltage) 튜닝도 가능하게 되며 이를 통해 공진기의 선형성을 유지하는 동시에 민감성 및 작동 계수(Q-factor)를 주어진 환경 하에서 항시 최적화시킬 수 있고, 또한, 서로 다른 공진 주파수 대역을 하나의 공진기에서 구동이 가능하게 되어 하나의 디바이스가 두 가지의 디바이스의 기능을 갖게 되어 나노 공진기의 공진 주파수 튜닝 이외의 다른 새로운 공진 주파수 변조가 가능하게 되는 나노공진기에 관한 것이다.
The present invention relates to a nano resonator, and more particularly, by arranging driving electrodes on the left and right sides and top of the vibrating unit of the resonator body, in addition to the left and right resonance by the electromagnetic force as well as the vertical drive by the electrostatic force (Electrostatic force), By using the DC voltage together with the AC voltage, it is possible to drive the AC voltage as well as to tune the DC voltage up, down, left and right, thereby maintaining the linearity of the resonator while maintaining sensitivity and operation coefficient ( Q-factor) can be optimized at any given time, and different resonant frequency bands can be driven by one resonator so that one device can function as two devices. Other new resonant frequency modulations One will.
일반적으로 나노공진기는 공진현상을 이용하여 특정 주파수 진동을 일으키기 위한 장치로서, 매우 높은 기계적 반응도를 유지하는 동시에 마이크로 단위의 공진기에 비해 고주파 공진특성이 우수하고 에너지 효율이 뛰어나 극도로 높은 주파수 동작이 가능하기 때문에 센서, 필터, 발진기, 위상변환기(phase shifter) 분야에서 크게 주목을 받고 있다.In general, a nano resonator is a device for generating a specific frequency vibration by using a resonance phenomenon, while maintaining a very high mechanical reactivity, while having a high frequency resonance characteristics and excellent energy efficiency compared to a micro-unit resonator, extremely high frequency operation is possible. As a result, it has attracted much attention in the fields of sensors, filters, oscillators, and phase shifters.
신호의 질을 높이기 위하여 성능 계수(Q-factor)가 중요한 이슈로 언급되는데 현재의 기술로는 10000 이상의 성능계수 달성이 가능하며 전력구동은 10-9배까지의 저전력 구동도 이론상으로 가능하다. In order to improve the signal quality, the Q-factor is mentioned as an important issue. With current technology, it is possible to achieve a performance factor of more than 10000, and a low power drive of 10 -9 times is theoretically possible.
극저온 또는 극저압과 같은 이상적인 현상에서는 공진기의 구동시 에너지 소실이 일어나지 않지만 넴스(NEMS : Nano Electro Mechanical System)의 디바이스화 응용을 위해서는 상온에서 작동을 해야 하는데 이때 외부적인 요소와 내부적인 요소로 인한 에너지 손실이 일어나기 마련이다. In the ideal phenomena such as cryogenic or cryogenic pressure, no energy dissipation occurs when the resonator is driven. However, for the application of NEMs (Nano Electro Mechanical System), it is required to operate at room temperature. There is a loss.
외부적인 요소로는 공기와의 마찰로 인한 진동 폭의 감소, 지지대 부분의 접합부 손실, 공기탄성학적 커플링 손실 등이 있으며, 내부적인 요소로는 물질 부피 내의 결함, 표면의 결함, 공정 처리 시 발생되는 표면 손상, 표면에 흡착되는 물질 등이 있다. External factors include reduced vibration widths due to friction with air, loss of joints in support parts, and loss of aeroelastic coupling.Internal factors include defects in material volume, surface defects, and process processing. Surface damage, and substances adsorbed on the surface.
따라서, 성능 계수(Q-factor)를 향상시키기 위해서는 다음과 같은 요구들이 충족되어야 할 것이다.Therefore, in order to improve the Q-factor, the following requirements must be met.
첫 번째로는, NEMS 디바이스는 스케일이 매우 작기 때문에 거시적인 관점에서 볼 때 디바이스의 부피보다는 표면에 관련되어 그 성능이 좌우되기 때문에 물질의 표면처리에 매우 높은 노력을 기울이며 표면 거칠기를 낮추기 위한 공정 변수들을 확립한다. Firstly, because NEMS devices are very small in scale, their performance depends on the surface rather than the volume of the device from a macroscopic point of view. Establish them.
두 번째로는, 전기적인 회로에 생겨나는 불필요한 커페시턴스(capacitance)를 최소화시켜야 하는데, 이는 전극과 전극 사이가 매우 가깝기 때문에 발생할 수 있으며 이로 인해 출력물에 노이즈가 생길 수도 있으며, 이는 고성능, 고감도 디바이스 제작에 있어서 악영향을 끼치는 가장 큰 요인 중 하나이다. Secondly, it is necessary to minimize the unnecessary capacitance in the electrical circuit, which can occur because of the very close contact between the electrodes, which can create noise in the output, which is a high performance, high sensitivity device. It is one of the biggest contributors to production.
세 번째로는, 디바이스의 생산성에 있는데, 통신 요소의 필터(filter), 발진기(oscillator) 또는 센서 요소의 질량 측정(mass sensing)을 위한 디바이스를 생산하기 위해서는 제조 공정의 최적화가 시급하며, 현재 가장 많이 쓰이고 있는 수정(quartz) 공진기의 주파수 조절 기술과 같은 디바이스 정돈 기술이 NEMS 영역에서도 필요하다.Third, the productivity of the device is optimizing the manufacturing process to produce a device for the mass sensing of a filter, oscillator or sensor element of a communication element, which is currently urgently needed. Device trimming techniques, such as the frequency control technology of popular quartz resonators, are also needed in the NEMS domain.
VHF, UHF가 궁극적으로 마이크로파 영역에 다다르기 위해서 기계적인 요소들은 멤스(MEMS : Micro Electro Mechanical System)의 현재 크기 수준보다 더 작아져야 하는데, 현존하는 마이크로미터 스케일의 MEMS 기술로도 고주파를 얻는 것은 가능하지만 이것은 NEMS 기술이 가진 잠재력으로는 발생하지 않을 심각한 단점들을 가지고 있다. In order for VHF and UHF to ultimately reach the microwave range, the mechanical elements must be smaller than the current size of MEMS (Micro Electro Mechanical System). High frequency can be achieved even with existing micrometer scale MEMS technology. However, this has serious drawbacks that would not occur with the potential of NEMS technology.
즉, 마이크로미터 스케일 구조에서 나타나는 고주파는 극도로 줄어든 가로/세로비를 가질 경우에만 가능하다. (가로/세로비는 L/width, L/thickness 를 뜻함) 그러한 형상은 극도로 높은 힘 상수를 나타내고 따라서 뚜렷한 역학 반응을 나타내기 위해서는 상당히 큰 자극 신호가 필요하게 된다. In other words, high frequencies seen in micrometer scale structures are only possible with extremely reduced aspect ratios. Such shapes represent extremely high force constants and therefore require a fairly large stimulus signal to produce a pronounced dynamic response.
이러한 반응의 부족은 초저출력 전기음향신호처리가 필수적인 많은 디바이스에서 큰 단점으로 작용하며, 이로 인해 MEMS 기술은 휘거나 뒤틀리는 특성을 가진 공진기보다 전체적인 형태를 유지하면서 작동하는 디바이스에 초점을 맞추게 된다.This lack of response is a major disadvantage for many devices where ultra-low output electroacoustic signal processing is essential, which allows MEMS technology to focus on devices that operate in their overall shape rather than resonators with curved or twisted properties.
한편, 큰 힘 상수들은 반대로 영향을 미친다. a) 동작에 요구되는 전력 수준, b) 달성되는 다이나믹 영역, c) 제어 신호를 사용함으로써 디바이스를 조율할 수 있는 능력, d) 최대 성능 계수(Q-factor)의 달성, e) 비선형 반응을 유도하는데 요구되는 자극 수준으로 요약할 수 있으며 이는 본 연구에서 능동 제어로서 극복할 수 있으며, 좁은 동작영역의 한계점을 극복할 수 있는 꼭 필요한 수단이다.On the other hand, large force constants have the opposite effect. a) the power level required for operation, b) the dynamic range achieved, c) the ability to tune the device by using control signals, d) achieving a maximum Q-factor, and e) inducing a nonlinear response. It can be summarized as the level of stimulation required to overcome this problem, which can be overcome by active control in this study, and is an essential means to overcome the limitations of narrow operating range.
공진기의 질량 중 매우 적은 일부분만이 진동 움직임에 관여하는데, 이중 고정보(Doubly-clamped beam)의 공진기의 경우에는 총 질량의 1/2에 해당되는 만큼이 활동 질량이라고 추정된다. Only a very small fraction of the mass of the resonator is involved in the vibratory movement. In the case of a double-clamped beam resonator, it is estimated that half of the total mass is the active mass.
NEMS 공진기의 경우 매우 작은 활동 질량과 높은 성능 계수(Q-factor)의 혼합으로 인해 공진기에 더해지는 질량에 대해 매우 민감한 반응을 보인다. 공진 주파수의 폭을 반으로 줄이기 위해 필요한 추가적인 질량을 대략적으로 계산하여 보면 활동 질량을 성능 계수(Q-factor)로 나눈 값(m/Q)과 매우 비슷하게 나오기 때문에, 활동 질량이 적을수록 또는 성능 계수(Q-factor)가 클수록 공진기의 반응도는 높아진다고 할 수 있다. NEMS resonators have a very sensitive response to the mass added to the resonator due to the mixing of very small active mass and high Q-factor. The approximate calculation of the additional mass needed to halve the width of the resonant frequency roughly approximates the active mass divided by the Q-factor (m / Q). The larger the Q-factor, the higher the responsiveness of the resonator.
이는 가장 가벼운 공진기의 빔을 추구하는 이유이고, 나노 공진기의 공정은 불순물이 없이 특수 처리된 깨끗한 실험 환경에서 이루어져야 하며, 예측이 불가능한 구동이나 지나친 민감도는 역시 지능 제어를 통하여 조정될 수가 있는데, 정밀한 공정이 한계를 극복하지 못할 경우 능동 제어의 역할이 필수적이다.This is the reason for pursuing the lightest beam of resonator, and the process of nano resonator should be done in clean experimental environment specially treated with no impurities. Unpredictable driving or excessive sensitivity can also be adjusted by intelligent control. If the limitations are not overcome, the role of active control is essential.
이중 고정보 구조를 갖고 있는 나노 공진기의 경우 상하좌우 대칭성을 띄고 있으므로 비대칭성에 따른 에너지 손실률이 적으며 이는 다른 표현으로 높은 Q factor(성능계수)에 기여한다. 따라서, 공진기에서 이중 고정보를 사용하는 이유는 편향(deflection)이 적고 탄성 에너지(elastic energy)는 높아서 고주파에서 유리하기 때문이다.In the case of the nano resonator having a high information structure, the energy loss rate according to the asymmetry is small because it exhibits symmetry up, down, left and right, which contributes to high Q factor. Therefore, the reason for using the double high information in the resonator is that it is advantageous at high frequency because the deflection is low and the elastic energy is high.
그리고, 통신기기 회로에 자리 잡고 있는 많은 수동소자들을 하나의 Nano-electro-mechanical system(NEMS)으로 교체할 수 있다면, 많은 구성요소를 하나로 통합할 수 있게 되어 무선통신기기의 소형화를 앞당기는 것은 물론 요구되는 동작전력을 최소화시킬 수 있게 된다. And if you can replace many passive devices in the communication device circuit with one Nano-electro-mechanical system (NEMS), you can integrate many components into one, which not only speeds up the miniaturization of wireless communication devices, It is possible to minimize the required operating power.
NEMS의 하나인 나노공진기는 무선통신분야에서 이러한 요구조건을 충족할 것으로 예상되고 있다. Nanoresonators, one of NEMS's, are expected to meet these requirements in the field of wireless communications.
이러한 공진기를 구동하는 방식은 일렉트로마그네틱(electromagnetic), 일렉트로스테틱(electrostatic) 등 두 가지가 있으며, 최근에는 여러 가지 소재를 복합하여 공진기를 구성하는 방법, 공진 구동 및 이를 튜닝(tuning) 하는 방법(Seong Chan Jun, Electrothermal tuning of Al-SiC nanomechanical resonators, Nanotechnology 17 (2006) 1506-1511)과, 탄소 소재를 이용하여 공진기를 구성하는 방법(Philippe Poncharal, Z. L. Wang, Daniel Ugarte, Walt A. de Heer, SCIENCE VOL 283 5 MARCH (1999) 1513-1516) 등이 연구되고 있다.There are two ways to drive such a resonator, such as electromagnetic and electrostatic, and recently, a method of composing a resonator by combining various materials, a resonant driving method, and a method of tuning the same ( Seong Chan Jun, Electrothermal tuning of Al-SiC nanomechanical resonators, Nanotechnology 17 (2006) 1506-1511), and how to construct resonators using carbon materials (Philippe Poncharal, ZL Wang, Daniel Ugarte, Walt A. de Heer, SCIENCE VOL 283 5 MARCH (1999) 1513-1516).
상기 공진기를 구동하는 방법 중 첫 번째인 electromagnetic force를 이용하는 방식은, 이중 고정보(doubly calmped beam) 양단의 전극에 교류 전압(AC voltage)을 가하여 공진기의 하단에서 자기장(b-field)을 유도하고, 공진기 양단에 가해진 교류 전압에 의하여 로렌츠힘(Lorentzian force)이 발생하여 공진기가 구동된다. 로렌츠힘(Lorentzian force)의 방향은 전압의 방향이 주기적으로 바뀜에 따라 같이 바뀌게 되며, 이에 따라 공진기가 공진 현상을 일으킨다. The first method of driving the resonator uses an electromagnetic force to induce a magnetic field (b-field) at the bottom of the resonator by applying an AC voltage to an electrode across a double calmed beam. In addition, a Lorentzian force is generated by the AC voltage applied across the resonator to drive the resonator. The direction of the Lorentzian force changes as the direction of the voltage changes periodically, and thus the resonator causes resonance.
그리고, 공진기를 구동하는 방법 중 두 번째인 electrostatic force를 이용하는 방식은 유격을 가진 두 물질 사이에 직류 전압(DC voltage)을 가하게 되면 캐패시턴스 효과(capacitance effect)가 발생하게 되는데, 이때 두 물질은 서로 반데르발스힘(Van der Waal's force)에 의해 끌어당기게 된다. In addition, the second method of driving a resonator uses an electrostatic force, and when a DC voltage is applied between two materials having a clearance, a capacitance effect occurs. It is attracted by Van der Waal's force.
즉, 두 물질 간에 가해진 전압 차이에 의해 정전기력이 발생하여 공진기가 정전기력의 방향에 따라 구배를 발생시키게 된다. That is, the electrostatic force is generated by the voltage difference applied between the two materials, causing the resonator to generate a gradient according to the direction of the electrostatic force.
여기서, 상기 Electrostatic 방법의 장점은 DC voltage 전압뿐만 아니라 AC voltage를 가하였을 때 공진 주파수 대역의 구동도 가능하다는 점이다. Here, the advantage of the electrostatic method is that not only the DC voltage voltage but also the driving of the resonance frequency band when the AC voltage is applied.
종래 기술의 나노공진기는 전자기력(electromagnetic force)만을 이용하는 방식으로 일정 수준 이상의 교류 전압(AC voltage)이 가해지면 신호 형태가 선형성을 잃고 구동 형상이 불안정해지며 결과적으로 공진기의 성능 및 민감도 면에서 질이 매우 떨어지게 되는 등의 문제점을 갖고 있었다.Conventional nano resonators use only electromagnetic force, and when a certain level of AC voltage is applied, the signal shape loses linearity, driving shape becomes unstable, and as a result, the quality and sensitivity of the resonator are poor. There was a problem such as falling very much.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 공진기 본체의 진동부 좌우측 및 상부에 구동 전극을 각각 배치하여 전자기력에 의한 좌우방향 공진뿐만 아니라 정전기력(Electrostatic force)에 의한 상하 구동 역시 가능하도록 함으로써, 교류 전압과 함께 직류 전압(DC voltage)을 동시에 이용하여 교류 전압(AC voltage) 구동은 물론 상하좌우 직류 전압(DC voltage) 튜닝도 가능하게 되며 이를 통해 공진기의 선형성을 유지하는 동시에 민감성 및 작동 계수(Q-factor)를 주어진 환경 하에서 항시 최적화시킬 수 있고, 또한, 서로 다른 공진 주파수 대역을 하나의 공진기에서 구동이 가능하게 되어 하나의 디바이스가 두 가지의 디바이스의 기능을 갖게 되어 나노 공진기의 공진 주파수 튜닝 이외의 다른 새로운 공진 주파수 변조가 가능하게 되는 나노공진기를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, by arranging driving electrodes on the left and right sides and top of the vibrating unit of the resonator body to enable not only the left-right resonance by the electromagnetic force but also the vertical drive by the electrostatic force (Electrostatic force) By using the AC voltage and the DC voltage at the same time, it is possible to drive the AC voltage as well as to tune the DC voltage up, down, left and right, thereby maintaining the linearity of the resonator while maintaining sensitivity and operation coefficient. (Q-factor) can be optimized at any time under a given environment, and it is also possible to drive different resonant frequency bands in one resonator so that one device can function as two devices so that the resonant frequency of the nano resonator Nanoresonance enables new resonant frequency modulation other than tuning The purpose is to provide.
이러한 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 나노공진기는 양단부에 전극이 마련되고 이들 전극을 연결하는 진동부가 마련된 공진기 본체; 상기 공진기 본체의 진동부 인접 측부에 배치되어 진동부의 좌우 구동이 가능하도록 하는 좌우구동전극; 및 상기 공진기 본체의 진동부 인접 상부에 배치되어 진동부의 상하 구동이 가능하도록 하는 상하구동전극을 포함하여 구성된다.Nano resonator according to the present invention devised to achieve this object is provided with an electrode at both ends and the resonator body is provided with a vibration unit for connecting these electrodes; A left and right driving electrode disposed on an adjacent side of the vibrator of the resonator body to enable left and right driving of the vibrator; And a vertical driving electrode disposed on an upper portion adjacent to the vibrating unit of the resonator body to enable vertical driving of the vibrating unit.
또한, 본 발명에 따른 나노공진기에 있어서, 상기 공진기 본체의 양단 전극 저면에 이 전극이 바닥면에 고정되도록 지지하는 지지부가 마련되고, 그 중앙의 진동부는 바닥면과 일정거리 이격된 브릿지 구조로 되어 있다.In addition, in the nanoresonator according to the present invention, a supporting portion for supporting the electrode is fixed to the bottom surface of the bottom end of the electrode of the resonator body, the vibration portion in the center is a bridge structure spaced a predetermined distance from the bottom surface have.
그리고, 상기 좌우구동전극은 공진기 본체의 진동부 좌, 우측에 각각 마련되어 있으며, 이 좌우구동전극 중 어느 하나에는 교류 전압이 인가되고 다른 하나에는 직류 전압이 인가되도록 되어 있다.The left and right driving electrodes are provided on the left and right sides of the vibrator of the resonator body, and either one of the left and right driving electrodes is applied with an alternating voltage and the other with a direct voltage.
그리고, 상기 좌우구동전극은 공진기 본체의 진동부를 향하는 전방부가 원호 형상으로 되어 있다. The left and right driving electrodes have an arc shape in front of the resonator main body facing the vibrating portion.
또한, 본 발명에 따른 나노공진기에 있어서, 상기 상하구동전극은 일단부가 바닥면에 고정되고 그 상단부가 일정 높이 상방으로 연장된 후 직각 절곡되어 공진기 본체의 진동부 상방으로 연장되는 구조로 되어 있으며, 이 상하구동전극은 직류 전압과 교류 전압이 선택적으로 인가되도록 되는 것이 바람직하다.
In addition, in the nano resonator according to the present invention, the vertical driving electrode has a structure in which one end is fixed to the bottom surface and the upper end thereof is extended upward by a predetermined height and then bent at a right angle to extend above the vibration part of the resonator body. The vertical drive electrode is preferably such that a DC voltage and an AC voltage are selectively applied.
이상에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노공진기는 공진기 본체의 진동부 좌우측 및 상부에 구동 전극을 각각 배치하여 전자기력에 의한 좌우방향 공진뿐만 아니라 정전기력(Electrostatic force)에 의한 상하 구동 역시 가능하도록 함으로써, 교류 전압과 함께 직류 전압(DC voltage)을 동시에 이용하여 교류 전압(AC voltage) 구동은 물론 상하좌우 직류 전압(DC voltage) 튜닝도 가능하게 되며 이를 통해 공진기의 선형성을 유지하는 동시에 민감성 및 작동 계수(Q-factor)를 주어진 환경 하에서 항시 최적화시킬 수 있고, 또한, 서로 다른 공진 주파수 대역을 하나의 공진기에서 구동이 가능하게 되어 하나의 디바이스가 두 가지의 디바이스의 기능을 갖게 되어 나노 공진기의 공진 주파수 튜닝 이외의 다른 새로운 공진 주파수 변조가 가능하게 되는 등의 효과를 얻는다.
As described above, the nano-resonator according to an embodiment of the present invention by disposing the driving electrodes on the left and right sides and the upper portion of the vibration unit of the resonator body, it is possible to drive up and down by electrostatic force as well as left and right resonance by electromagnetic force. By using the AC voltage and the DC voltage at the same time, it is possible to drive the AC voltage as well as to tune the DC voltage up, down, left and right, thereby maintaining the linearity of the resonator while maintaining sensitivity and The operating factor (Q-factor) can always be optimized under a given environment. Also, different resonant frequency bands can be driven in one resonator, so that one device can function as two devices. Effects such as enabling new resonant frequency modulation other than resonant frequency tuning. Get
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노공진기를 나타낸 개략사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노공진기의 공진기 본체 양단 전극에 교류 전압이 인가되었을 때의 파형을 나타낸 개략사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노공진기의 공진기 본체 양단 전극에 교류 전압이 인가된 상태에서 좌우구동전극에 교류 전압이 인가되었을 때의 파형을 나타낸 개략사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노공진기의 공진기 본체 양단 전극에 교류 전압이 인가된 상태에서 좌우구동전극에 직류 전압이 인가되었을 때의 파형을 나타낸 개략사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노공진기의 공진기 본체 양단 전극에 교류 전압이 인가된 상태에서 상하구동전극에 교류 전압이 인가되었을 때의 파형을 나타낸 개략사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노공진기의 공진기 본체 양단 전극에 교류 전압이 인가된 상태에서 상하구동전극에 직류 전압이 인가되었을 때의 파형을 나타낸 개략사시도이다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노공진기의 비선형성을 나타낸 그래프이다.
도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노공진기에서 DC전극을 통한 주파수 튜닝을 나타낸 그래프이다.
도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노공진기에서 DC전극의 정전기력 힘을 통해 빔 스트레스가 바뀌게 되는데 이 때 변화되는 critical amplitude를 나타낸 그래프이다.1 is a schematic perspective view showing a nano resonator according to an embodiment of the present invention.
2 is a sectional view taken along the line AA in Fig.
3 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 1.
Figure 4 is a schematic perspective view showing a waveform when an alternating voltage is applied to the electrodes of both ends of the resonator body of the nanoresonator according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic perspective view showing waveforms when an alternating voltage is applied to the left and right driving electrodes in the state where an alternating voltage is applied to both ends of the resonator main body of the nanoresonator according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic perspective view showing waveforms when a DC voltage is applied to the left and right driving electrodes while an AC voltage is applied to both ends of a resonator body electrode of the nanoresonator according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic perspective view showing waveforms when an AC voltage is applied to the vertical driving electrodes while an AC voltage is applied to both ends of a resonator main body of a nanoresonator according to an exemplary embodiment of the present invention.
8 is a schematic perspective view showing waveforms when a DC voltage is applied to the vertical driving electrodes in the state where an AC voltage is applied to both ends of the resonator main body of the nanoresonator according to the exemplary embodiment of the present invention.
Figure 9a is a graph showing the non-linearity of the nano resonator according to an embodiment of the present invention.
Figure 9b is a graph showing the frequency tuning through the DC electrode in the nanoresonator according to an embodiment of the present invention.
Figure 9c is a graph showing the critical amplitude is changed when the beam stress is changed by the electrostatic force of the DC electrode in the nanoresonator according to an embodiment of the present invention.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명을 다음의 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.The present invention having the above configuration will be described in more detail with reference to the following drawings.
도 1 내지 도 9c에서 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노공진기는 양단부에 전극(11)이 마련되고 이들 전극을 연결하는 진동부(12)가 마련된 공진기 본체(10)와, 이 공진기 본체(10)의 진동부(12) 인접 측부에 배치되어 진동부(12)의 좌우 구동이 가능하도록 하는 좌우구동전극(20) 및 상기 공진기 본체(10)의 진동부(12) 인접 상부에 배치되어 진동부(12)의 상하 구동이 가능하도록 하는 상하구동전극(30)을 포함하는 구성으로 되어 있다.As shown in Figure 1 to 9c, the nano resonator according to an embodiment of the present invention is provided with a
그리고, 상기 공진기 본체(10)의 양단 전극(11) 저면에 이 전극(11)이 바닥면(40)에 고정되도록 지지하는 지지부(13)가 마련되어 있다.A supporting
그리고, 상기 공진기 본체(10)의 진동부(12)는 바닥면(40)과 일정거리 이격되어 공중에 떠있는 브릿지 구조로 되어 있다.In addition, the
상기 좌우구동전극(20)은 공진기 본체(10)의 진동부(12) 좌, 우측에 각각 마련되어 있으며, 이 좌우구동전극(20) 중 어느 하나에는 교류 전압이 인가되고 다른 하나에는 직류 전압이 인가되도록 되어 있다.The left and right driving
그리고, 상기 좌우구동전극(20)은 공진기 본체(10)의 진동부(12)를 향하는 전방부가 원호 형상으로 되어 있다.In addition, the left and right driving
원호 형상은 나노 공진기의 휨 정도가 가장 큰 빔의 가운데 부분에 큰 전하 (electrostatic charge)가 걸리도록 유도된 설계이다. 이는 구동 효율을 증가시키기 위한 방법이다.The arc shape is a design in which a large amount of electrostatic charge is applied to the center portion of the beam having the greatest bending degree of the nano resonator. This is a method for increasing the driving efficiency.
상기 상하구동전극(30)은 일단부가 바닥면에 고정되고 그 상단부가 일정 높이 상방으로 연장된 후 직각 절곡되어 공진기 본체(10)의 진동부(12) 상방으로 연장되는 구조로서, 이 상하구동전극(30)은 직류 전압과 교류 전압이 선택적으로 인가되도록 되어 있다.The
이러한 구성에 따른 본 발명의 일 실시예인 나노공진기는 도 4에서와 같이 공진기 본체(10)의 양단 전극(11)에 교류 전압이 인가된 상태의 파형에서 도 5 내지 도 8에서처럼 각각의 좌우구동전극(20)에 교류 또는 직류 전압이 인가되었을 때의 파형 변화 및 상하구동전극(30)에 교류 또는 직류 전압이 인가되었을 때의 파형 변화를 통해 주파수 튜닝이 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. Nano resonator according to an embodiment of the present invention according to this configuration in each waveform as shown in Figures 5 to 8 in the waveform of the AC voltage applied to the
즉, 도 4에서 전압 a가 인가되는 것을 기준으로 할 때, 도 5에서는 좌우구동전극(20)에 소정 크기의 교류를 인가하면 공진기 본체(10)의 진동부(12)는 전압 b만큼 상기 좌우구동전극(20)이 배치되어 있는 좌우 방향으로 진폭이 더 커지게 되고, 도 6에서는 좌우구동전극(20)에 직류 d를 인가하면 상기 진동부(12)는 이 직류 d의 전압 세기만큼 휘어진 상태, 즉 직류 d 선상에서 좌우 방향으로 전압 a의 파형이 형성되는 것을 알 수 있다.That is, based on the application of the voltage a in FIG. 4, in FIG. 5, when an alternating current having a predetermined magnitude is applied to the left and right driving
또한, 도 7에서 상하구동전극(30)에 소정 크기의 교류를 인가하면 공진기 본체(10)의 진동부(12)는 전압 b만큼 상기 상하구동전극(30)이 배치되어 있는 상하 방향으로 진폭이 더 커지게 되고, 도 8에서는 상하구동전극(30)에 직류 d를 인가하면 상기 진동부(12)는 이 직류 d의 전압 세기만큼 휘어진 상태, 즉 직류 d 선상에서 상하 방향으로 전압 a의 파형이 형성되는 것을 알 수 있다.In addition, in FIG. 7, when an alternating current having a predetermined magnitude is applied to the
따라서, 공진 주파수로 구동하고 있는 나노 공진기에 일정한 DC voltage로 인한 electrostatic force를 가하게 되면 공진 주파수가 변하게 되며, 이를 흔히 주파수 튜닝(tuning)이라고 하는데, 흔히 AC voltage를 바꾸어 주기는 힘들지만 DC voltage의 변조를 통해 전체적인 나노 공진기의 주파수를 바꿀 수 있는 수단 중의 하나로 각광받고 있다.Therefore, applying electrostatic force due to a constant DC voltage to a nano resonator driving at a resonant frequency changes the resonant frequency, which is commonly referred to as frequency tuning, which is often difficult to change the AC voltage, This is one of the means to change the frequency of the entire nano resonator.
상기와 같이 두 가지 구동 방법인 electromagnetic, electrostatic 방법을 동시에 이용하면 AC구동은 electromagnetic으로 가능하게 되고 DC구동은 electrostatic으로 가능하게 되어, AC 구동은 나노 공진기를 공진 주파수까지 구동 가능하게 해주며 DC구동은 미세하게 나노 공진기의 공진 주파수를 튜닝해주는 기능을 갖게 되는 것이다. When the two driving methods such as electromagnetic and electrostatic methods are used simultaneously, AC driving is made possible by electromagnetic and DC driving is made by electrostatic. AC driving makes it possible to drive nano resonators up to resonant frequency. Fine tuning of the resonant frequency of the nano resonator will have the function.
이렇게 본 발명에서는 공진기의 성능 향상을 위해서 효과적인 공진기 제조를 통해 동적 범위를 노이즈 플로어로부터 비선형의 징후를 보이는 범위까지 증가시킬 수 있는 수단을 찾고, 비선형 징후를 보이는 범위에서의 주파수 튜닝을 통해 선형 징후로 회복시킬 수 있는 금속성 나노공진기를 제시한 것이다.Thus, in the present invention, to find a means for increasing the dynamic range from the noise floor to the range showing the nonlinear signs through the manufacture of effective resonators to improve the performance of the resonator, as a linear indication through the frequency tuning in the range showing the nonlinear signs It suggests a recoverable metallic nanoresonator.
이는 현재의 기술로는 가장 간편히 만들 수 있는 디자인이나 구동의 측면에서 갖고 있는 몇 가지 단점들을 극복할 수 있도록 하는 능동제어 방식이다. This is an active control method that overcomes some of the shortcomings in terms of design or operation that are the simplest to make with current technology.
공진기에서 발생하는 복합적인 손실 현상을 정확히 구동 전에 예측하는 것은 사실상 불가능하므로 공진기 구동 이후 나타나는 계측 테이터를 분석하여 구동 파워의 교류와 직류 조합의 구동으로 이어지는 일련의 지능 제어시스템으로 최적의 구동 성능을 구현할 수 있게 되는 것이다.Since it is virtually impossible to accurately predict the complex loss occurring in the resonator before driving, it is possible to analyze the measurement data after driving the resonator and implement the optimal driving performance with a series of intelligent control systems leading to the combination of alternating current and direct current of the driving power. It will be possible.
이와 같이, 본 발명의 이중 고정보 나노 공진기 구동에 사용될 방법은 electromagnetic(전자기력)과 electrostatic(정전기력)으로서 주파수 구동을 가능하게 해주는 AC 전극과 주파수 tuning을 가능하게 해주는 DC 전극으로 크게 나누어 볼 수 있다. As such, the method to be used to drive the dual high information nano resonator of the present invention can be broadly divided into an AC electrode that enables frequency driving as electromagnetic (electromagnetic force) and electrostatic (electrostatic force) and a DC electrode that enables frequency tuning.
먼저, AC 전극으로 구동되는 진동부(beam)는 교류 전압(AC voltage)이 증가함에 따라 진동부의 진폭(amplitude)이 증가하게 되지만 어느 일정 범위를 넘어가게 되면 비선형적인(nonlinear) 현상이 보이게 되는데, 이를 히스테리(hysteresis) 현상이라고 한다. First, the amplitude of the vibrating part (beam) driven by the AC electrode increases as the AC voltage (AC voltage) increases, but if a certain range is exceeded, a nonlinear phenomenon appears. This is called a hysteresis phenomenon.
이러한 현상 하에서 나노 공진기는 하나의 공진주파수 대역에서 1개 이상의 전류값을 가지게 되어 매우 불안정한 구동 현상을 나타내며, 공진 주파수 구동에도 상당한 문제를 야기할 수 있다. Under these phenomena, the nano-resonator has more than one current value in one resonant frequency band, resulting in a very unstable driving phenomenon, and may cause significant problems in resonant frequency driving.
그리고, 상기 현상을 바로 잡아주기 위해서 교류 전압(AC voltage)을 감소시켜 비선형적 형상을 선형적으로 원상 복귀시킬 수는 있으나, 나노 공진기를 응용하는 측면에 있어서 이는 회로(circuit) 자체를 재설계하여야 하는 등의 매우 번거로운 문제점을 갖고 있다. And, in order to correct the phenomenon, it is possible to reduce the AC voltage and return the nonlinear shape linearly, but in terms of application of the nano resonator, it is necessary to redesign the circuit itself. It has a very troublesome problem such as.
이렇게, 상기 제시한 문제들을 쉽게 해결하기 위해서 직류(DC) 전극을 사용하게 되는데, 이 DC 전극은 정전기력(electrostatic force)을 한 방향으로만 가함으로써 나노 공진기를 일정한 방향으로 휘게 만들며, DC voltage가 증가하게 되면 나노 공진기가 굽어지게 되는 정도도 전압의 제곱에 비례하여 늘어나게 된다.In order to solve the above problems, a direct current (DC) electrode is used, which causes the nano resonator to deflect in a certain direction by applying electrostatic force in only one direction, and increases the DC voltage. As a result, the degree of bending of the nano resonator increases in proportion to the square of the voltage.
여기서, 상기 DC전극은 σ(stress)값을 높이게(또는 감소시키게) 되는데 이를 커패시턴스 효과(capacitance effect)라 한다. 즉, 기계적으로 예를 들면, 공진기에 직류 전압을 가하는 것은 스프링의 탄성 계수를 증가(또는 감소)시키는 것과 마찬가지의 효과로서(spring hardening 또는 spring softening), 이에 따라 고유 공진 주파수를 증가(또는 감소) 시키게 된다.Herein, the DC electrode increases (or decreases) a stress value, which is referred to as a capacitance effect. That is, mechanically, for example, applying a DC voltage to the resonator has the same effect as increasing (or decreasing) the elastic modulus of the spring (spring hardening or spring softening), thus increasing (or decreasing) the natural resonant frequency. Let's go.
즉, 상하구동으로 진동되는 나노 공진기에 상하 방향의 DC전극 전압을 걸어주게 되면 나노 공진기의 공진 주파수는 감소가 되며 좌우 방향의 DC전극 전압을 걸어주게 되면 나노 공진기의 공진 주파수는 약간 증가가 된다. That is, if the DC electrode voltage in the vertical direction is applied to the nano resonator oscillated in the vertical direction, the resonant frequency of the nano resonator is reduced, and the resonant frequency of the nano resonator is slightly increased when the DC electrode voltage in the left and right directions is applied.
마찬가지로, 좌우구동으로 진동되는 나노 공진기에 좌우 방향의 DC전극 전압을 걸어주게 되면 나노 공진기의 공진 주파수는 감소가 되며 상하 방향의 DC전극 전압을 걸어주게 되면 나노 공진기의 공진 주파수는 약간 증가가 된다. Similarly, applying the DC electrode voltage in the left and right directions to the nano-resonator oscillated by left and right driving reduces the resonant frequency of the nano-resonator and slightly increases the resonance frequency of the nano-resonator by applying the DC electrode voltage in the vertical direction.
이 방법을 통해서 상하, 좌우 방향의 AC전극 전압 구동으로 인해 2가지의 전혀 다른 공진 주파수를 갖는 나노 공진기 구동이 가능하며 그 2가지의 공진 주파수에서 또 상하좌우 조합의 DC전극 전압을 통해 미세한 주파수 튜닝이 가능해 진다. This method enables the driving of nano resonators with two completely different resonant frequencies due to the vertical and horizontal AC electrode voltage driving, and fine tuning of the frequency at the two resonant frequencies and the DC electrode voltages of up, down, left and right combinations. This becomes possible.
나노 공진기의 동적인 범위에 관해서는 주로 critical amplitude와 dynamic range의 용어가 사용되는데, 예를 들면 DC 전극에 가해지는 voltage와 비교되었을 때의 critical amplitude는 도 9c의 그래프와 같이 나타난다.The terms of the dynamic range of the nano resonator are mainly used in terms of critical amplitude and dynamic range. For example, the critical amplitude when compared with the voltage applied to the DC electrode is shown in the graph of FIG. 9C.
본 발명의 나노공진기는 electromagnetic과 electrostatic의 구동 방법을 채택하여 두 가지의 구동 방법이 조합된 새로운 구동 방식을 통해 여러 방향으로의 공진 구동이 가능하다는 것이다. The nanoresonator of the present invention adopts a driving method of electromagnetic and electrostatic and enables resonance driving in various directions through a new driving method in which two driving methods are combined.
Electromagnetic 구동 방법과 양측에 존재하는 두 개의 좌우구동전극(electrostatic electrode)(20)으로는 공진기 본체(10)의 진동부(12)를 좌우로 구동 시킬 수 있으며, 또한, 상부의 상하구동전극(top-electrode)(30)을 통해서 상하 구동도 가능해진다. The electromagnetic driving method and the two
이는 기존에 존재하지 않았던 새로운 구동 방식이며, 나노 공진기의 두께와 넓이에 따라 상하 구동과 좌우 구동의 공진 주파수가 다르게 나타나는 효과를 볼 수 있다. 즉, 하나의 나노 공진기가 두 공진 주파수를 갖는 다기능 공진기로 이용이 가능하게 된다.This is a new driving method that did not exist in the past, and the resonant frequencies of the vertical driving and the left and right driving are different depending on the thickness and width of the nano resonator. That is, one nano resonator can be used as a multifunctional resonator having two resonant frequencies.
아래의 식 (1)은 좌우 방향의 구동이 가능한 공진기의 공진 주파수를 나타내는 공식으로 공진주파수 f0는 공진기의 길이에 반비례하게 되며 넓이(w : 진동부(12)의 단면 좌우 폭 넓이)에 비례하게 된다.Equation (1) below is a formula representing the resonant frequency of the resonator which can be driven in the left and right directions, and the resonant frequency f0 is inversely proportional to the length of the resonator and is proportional to the width (w: the width of the cross section of the vibrator 12). do.
그리고, 아래의 식 (2)는 상하 방향의 구동이 가능한 공진기의 공진 주파수를 나타내는 공식으로 공진주파수 f0는 공진기의 길이에 반비례하게 되며 두께(t : 진동부(12)의 단면 상하 폭 두께)에 비례하게 된다.Equation (2) below is a formula representing the resonant frequency of the resonator capable of driving in the up and down direction, and the resonant frequency f0 is inversely proportional to the length of the resonator, and is equal to the thickness (t: upper and lower widths of the cross section of the vibrator 12). Will be proportional.
한편, 나노공진기는 그 형태의 특성상 넓이와 두께가 다르게 형성될 수 있는데 이 차이가 구동 가능한 공진 주파수의 차이를 이끌어 낼 수 있음을 보여주고 있다. On the other hand, nano resonators can be formed in a different width and thickness due to the characteristics of the shape, which shows that the difference can lead to a difference in the driving resonant frequency.
그리고, 공진주파수 f0값은 물질 고유(material property)의 특성에 영향을 받지만 튜닝된 공진주파수 fi는 그 외의 외부 σ(stress)값에도 영향을 받는다는 것을 공식 (3)에서 알 수 있다. In addition, it can be seen from Equation (3) that the resonance frequency f 0 is influenced by the property of the material property, but the tuned resonance frequency f i is also affected by other external stress values.
이렇게 서로 다른 공진 주파수 대역을 하나의 공진기에서 구동이 가능하게 된다면 하나의 디바이스가 두 가지의 디바이스의 기능을 갖게 되는 큰 장점을 지닐 수 있으며, 이는 현재 나노 공진기의 공진 주파수 튜닝 이외의 다른 새로운 공진 주파수 변조 방법으로 사용 될 수 있을 것으로 기대된다.If it is possible to drive different resonant frequency bands in one resonator, one device can have the advantage of two devices, which is a new resonant frequency other than tuning the resonant frequency of the current nano resonator. It is expected to be used as a modulation method.
본 발명에 의해 나노공진기의 성능이 향상되면, 소자의 소형화뿐만 아니라 그 선형성을 유지할 수 있는 영역이 확장됨으로써 무선통신분야에서 나노공진기의 활용 가능성이 크게 향상되며, 이 밖에 공진 주파수가 106Hz 이상의 초고주파 대역이고 높은 성능계수(103~105), femto(10-15)그램 단위의 활성질량, yocto(10-24) 칼로리 단위의 열용량을 갖는 고반응 센서로도 활용될 수 있을 것이다. When the performance of the nanoresonator is improved by the present invention, the possibility of using the nanoresonator in the wireless communication field is greatly improved by not only miniaturizing the device but also extending the area capable of maintaining the linearity thereof, and in addition, the ultra-high frequency band of the resonant frequency of 106 Hz or more It can be used as a high-response sensor with high coefficient of performance (103 ~ 105), active mass in femto (10-15) grams, and heat capacity in yocto (10-24) calorie.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 상기 실시예를 기존의 공지기술과 단순히 주합 적용한 실시예는 물론 본 발명의 특허청구범위와 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명을 단순 변형하여 이용할 수 있는 정도의 기술은 본 발명의 기술범위에 당연히 포함된다고 보아야 할 것이다.
In the above described a preferred embodiment of the present invention, but described in the claims and detailed description of the present invention as well as the embodiment of the present invention simply applied in combination with the known art of the present invention to those skilled in the art It is to be understood that the description of the degree to which the present invention can be simply modified is included in the technical scope of the present invention.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
10 : 공진기 본체 11 : 전극
12 : 진동부 13 : 지지부
20 : 좌우구동전극 30 : 상하구동전극
40 : 바닥면DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS
10
12: vibrating portion 13: support portion
20: left and right drive electrode 30: vertical drive electrode
40: bottom surface
Claims (8)
상기 공진기 본체(10)의 진동부(12) 인접 측부에 배치되어 진동부(12)의 좌우 구동이 가능하도록 하는 좌우구동전극(20); 및
상기 공진기 본체(10)의 진동부(12) 인접 상부에 배치되어 진동부(12)의 상하 구동이 가능하도록 하는 상하구동전극(30)를 포함하며,
상기 좌우구동전극(20)은 공진기 본체(10)의 진동부(12) 좌, 우측에 각각 마련되고, 상기 좌우구동전극(20) 중 어느 하나에는 교류 전압이 인가되고 다른 하나에는 직류 전압이 인가되도록 하며,
상기 상하구동전극(30)은 직류 전압과 교류 전압이 선택적으로 인가되도록 하여 공진 주파수를 변화 시키는 것을 특징으로 하는 나노공진기.
A resonator body 10 provided with electrodes 11 at both ends and provided with a vibrator 12 connecting the electrodes;
A left and right driving electrode 20 disposed on an adjacent side of the vibrator part 12 of the resonator body 10 to enable left and right driving of the vibrator part 12; And
Is disposed above the vibrator portion 12 of the resonator body 10 includes a vertical drive electrode 30 to enable the vertical drive of the vibrator 12,
The left and right driving electrodes 20 are respectively provided on the left and right sides of the vibrator 12 of the resonator body 10, and an AC voltage is applied to one of the left and right driving electrodes 20, and a DC voltage is applied to the other. To ensure that
The vertical drive electrode 30 is a nano resonator, characterized in that for changing the resonant frequency by selectively applying a DC voltage and an AC voltage.
상기 공진기 본체(10)의 양단 전극(11) 저면에 이 전극(11)이 바닥면(40)에 고정되도록 지지하는 지지부(13)가 마련된 것을 특징으로 하는 나노공진기.The method of claim 1,
Nano-resonator, characterized in that the support (13) for supporting the electrode (11) is fixed to the bottom surface (40) on the bottom surface of the electrode (11) of the resonator body (10).
상기 공진기 본체(10)의 진동부(12)는 바닥면(40)과 일정거리 이격된 브릿지 구조로 된 것을 특징으로 하는 나노공진기.The method of claim 1,
The vibrator 12 of the resonator body 10 is a nano resonator, characterized in that the bridge structure spaced apart from the bottom surface 40 by a predetermined distance.
상기 좌우구동전극(20)은 공진기 본체(10)의 진동부(12)를 향하는 전방부가 원호 형상으로 된 것을 특징으로 하는 나노공진기.
The method of claim 1,
The left and right drive electrode 20 is a nano resonator, characterized in that the front portion toward the vibrating portion 12 of the resonator body 10 has an arc shape.
상기 상하구동전극(30)은 일단부가 바닥면에 고정되고 그 상단부가 일정 높이 상방으로 연장된 후 직각 절곡되어 공진기 본체(10)의 진동부(12) 상방으로 연장되는 구조로 된 것을 특징으로 하는 나노공진기.The method of claim 1,
The vertical driving electrode 30 is characterized in that the one end is fixed to the bottom surface and the upper end is extended upward by a predetermined height and then bent at right angles to extend above the vibration part 12 of the resonator body 10. Nano Resonator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100033156A KR101117279B1 (en) | 2010-04-12 | 2010-04-12 | Nano resonator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100033156A KR101117279B1 (en) | 2010-04-12 | 2010-04-12 | Nano resonator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20110113847A KR20110113847A (en) | 2011-10-19 |
| KR101117279B1 true KR101117279B1 (en) | 2012-03-20 |
Family
ID=45029028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100033156A KR101117279B1 (en) | 2010-04-12 | 2010-04-12 | Nano resonator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101117279B1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101928344B1 (en) | 2012-10-24 | 2018-12-13 | 삼성전자주식회사 | Nano resonance apparatus and method |
| KR102070617B1 (en) | 2013-08-21 | 2020-01-30 | 엘지이노텍 주식회사 | Micro electro mechanical systems am modulator and magnetic field sensor having the same |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060026905A (en) * | 2003-07-02 | 2006-03-24 | 소니 가부시끼 가이샤 | Mems type oscillator, process for fabricating the same, filter, and communication unit |
| JP2007083353A (en) | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Seiko Epson Corp | Oscillator and electronic equipment |
| JP2008103777A (en) * | 2006-10-17 | 2008-05-01 | Ritsumeikan | Micromechanical resonator |
| JP2009232345A (en) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Oki Semiconductor Co Ltd | Mems oscillator |
-
2010
- 2010-04-12 KR KR1020100033156A patent/KR101117279B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060026905A (en) * | 2003-07-02 | 2006-03-24 | 소니 가부시끼 가이샤 | Mems type oscillator, process for fabricating the same, filter, and communication unit |
| JP2007083353A (en) | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Seiko Epson Corp | Oscillator and electronic equipment |
| JP2008103777A (en) * | 2006-10-17 | 2008-05-01 | Ritsumeikan | Micromechanical resonator |
| JP2009232345A (en) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Oki Semiconductor Co Ltd | Mems oscillator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20110113847A (en) | 2011-10-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4728242B2 (en) | Torsional resonator and filter using the same | |
| JP4053504B2 (en) | Tunable filter | |
| US6710680B2 (en) | Reduced size, low loss MEMS torsional hinges and MEMS resonators employing such hinges | |
| JP4690436B2 (en) | MEMS resonator, MEMS oscillation circuit, and MEMS device | |
| JP4087790B2 (en) | Micro-bridge structure with reduced central mass for very high frequency MEM resonators | |
| US8289092B2 (en) | Microelectromechanical resonant structure having improved electrical characteristics | |
| CN102629852B (en) | Piezoelectric oscillator | |
| KR101104461B1 (en) | MEMS variable capacitor | |
| RU2003122360A (en) | REFERENCE TIME GENERATOR BASED ON AN INTEGRAL MICROMECHANICAL CUSTOMIZABLE CAMERTON RESONATOR | |
| US9083308B2 (en) | MEMS device | |
| CN102804602A (en) | Piezoelectric resonator with two piezoelectric layers | |
| US6870444B1 (en) | Electromechanical resonator and method of operating same | |
| JP2014096631A (en) | Self-oscillation circuit | |
| KR101117279B1 (en) | Nano resonator | |
| US7932792B2 (en) | Nanotube device | |
| US5285127A (en) | Single mode resonator and method | |
| WO2015122840A1 (en) | Micro-electromechanical resonators and methods of providing a reference frequency | |
| CN110120795A (en) | A kind of ellipsoid resonator of high quality factor | |
| TWI519066B (en) | Mems resonstor and the method of processing the signal and manufacturing | |
| CN104218916B (en) | MEMS resonator with LC series resonant circuits | |
| US20100219453A1 (en) | Nanotube Device | |
| KR101883004B1 (en) | Piezo vibration piece and piezo device using piezo vibration piece | |
| JP5081586B2 (en) | Micromechanical resonator | |
| Umesh et al. | Design and analysis of a capacitively-coupled clamped-clamped mems resonator | |
| JP2009118331A (en) | Electric machine filter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150206 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160202 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170206 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |