JP5363013B2 - Mechanical element and method for controlling vibration thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mechanical element increased in Q-value by controlling the vibration thereof by utilizing the piezoelectric and optical properties of the material thereof after the mechanical element is manufactured, and also to provide a method of controlling the vibration of the mechanical element. <P>SOLUTION: This mechanical element has a means having a beam formed of at least two layers with different characteristics and controlling the vibration of the beam by irradiating the beam with a laser beam of such a wavelength that provides the coefficients of absorption different from each other between the layers with different characteristics of the beam. Hence, the Q-value of the mechanical element having the beam manufactured by fine processing is easily controlled by adjusting the wavelength and the intensity of the emitted laser beam after the element is manufactured. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、微細な梁の振動を使用して力や質量などを検出する検出器あるいは周波数を選択するフィルターなどのマイクロメカニカル素子あるいはナノメカニカル素子、およびその振動を制御する方法に関する。   The present invention relates to a micromechanical element or nanomechanical element such as a detector for detecting force or mass using vibration of a fine beam or a filter for selecting a frequency, and a method for controlling the vibration.

微細加工により作製された梁を備えるメカニカル素子は、高感度検出素子として使用される。この素子の一例は、次のように作成される。リソグラフィーに代表される微細加工技術を使用し、シリコンなどの固体薄膜を梁状に加工して、メカニカルな力検出器の梁が形成される。このメカニカル力検出器によれば、梁の弾性的な変位を、電気的あるいは光学的に検出することにより、この検出器に加わった微小な力を検知する。このようなメカニカル力検出器は、走査型プローブ顕微鏡のカンチレバーや加速度センサーなど、民生機器用素子として広く使用される。   A mechanical element including a beam manufactured by microfabrication is used as a high sensitivity detection element. An example of this element is created as follows. Using a microfabrication technique represented by lithography, a solid thin film such as silicon is processed into a beam shape to form a mechanical force detector beam. According to this mechanical force detector, a minute force applied to the detector is detected by detecting an elastic displacement of the beam electrically or optically. Such a mechanical force detector is widely used as an element for consumer equipment such as a cantilever or an acceleration sensor of a scanning probe microscope.

高感度検出素子として使用されるメカニカル素子の感度はQ値に影響される。Q値は振動状態を表す無次元数であり、振動一周期の間に系に蓄えられるエネルギーを系から散逸するエネルギーで除算したものとして与えられる。より直感的な解釈として、共振周波数ω0における強制振動の最大振幅は、静的強制力による変位のQ倍となる。実際に観測されるQ値は、図3に示すように、振動スペクトルの共振ピーク形状から算出され、共振周波数と半値幅Δωを使用してQ=ω0/Δωで与えられる。Q値の低い機械振動系は振動エネルギーの分散が大きな系であり、振動が短時間のうちに減衰(ダンピング)する。一方、Q値の高い機械振動系は、振動エネルギーの分散が小さな系であり、一旦振動が開始されると長時間に渡り振動が続く。 The sensitivity of the mechanical element used as the high sensitivity detection element is affected by the Q value. The Q value is a dimensionless number representing the vibration state, and is given as the energy stored in the system during one vibration period divided by the energy dissipated from the system. As a more intuitive interpretation, the maximum amplitude of the forced vibration at the resonance frequency ω 0 is Q times the displacement due to the static forcing force. As shown in FIG. 3, the actually observed Q value is calculated from the resonance peak shape of the vibration spectrum, and is given by Q = ω 0 / Δω using the resonance frequency and the half-value width Δω. A mechanical vibration system having a low Q value is a system in which dispersion of vibration energy is large, and vibration is damped (damped) within a short time. On the other hand, a mechanical vibration system having a high Q value is a system in which dispersion of vibration energy is small, and once the vibration is started, the vibration continues for a long time.

一般に、高感度検出素子として使用されるメカニカル素子の高い検出感度は共振状態における高いQ値により与えられる。例えば、メカニカルな力検出器の最小検出力は(1/Q)0.5に比例することが知られている(非特許文献1)。すなわち、Q値が大きなほど、小さな力の検出が可能となる。よって、Q値の向上はメカニカル素子の応用上非常に重要である。 In general, a high detection sensitivity of a mechanical element used as a high sensitivity detection element is given by a high Q value in a resonance state. For example, it is known that the minimum detection force of a mechanical force detector is proportional to (1 / Q) 0.5 (Non-Patent Document 1). That is, the larger the Q value, the smaller the force can be detected. Therefore, the improvement of the Q value is very important in the application of mechanical elements.

フィジカル・レビュー・B誌、69巻、2004年、045403頁 (Physical Review B, Volume 69, 2004, 045403)Physical Review, B, 69, 2004, 045403 (Physical Review B, Volume 69, 2004, 045403)

通常、微細加工により作製される梁を備えるメカニカル素子のQ値は、梁の加工技術や梁の品質及び形状に大きく依存し、素子の作製過程でほぼ決定される。そのため、高いQ値の獲得には高度な作製技術が要求される。一方、加工では避けられない問題として、熱膨張効果など、梁を構成する材料そのものの特性に伴うQ値の低下が存在する。そのため、作製技術の向上により得られるQ値の増大化には限界がある。一般的な、半導体カンチレバーのQ値は、室温大気中で101〜103の範囲である。 In general, the Q value of a mechanical element including a beam manufactured by microfabrication largely depends on the beam processing technique, the quality and shape of the beam, and is almost determined in the process of manufacturing the element. For this reason, an advanced manufacturing technique is required to obtain a high Q value. On the other hand, as a problem that cannot be avoided in processing, there is a decrease in the Q value accompanying the characteristics of the material itself constituting the beam, such as a thermal expansion effect. For this reason, there is a limit to increasing the Q value obtained by improving the manufacturing technique. In general, the Q value of a semiconductor cantilever is in the range of 10 1 to 10 3 in a room temperature atmosphere.

本発明は、前記の課題を解決し、メカニカル素子の作製後に、素子を構成する材料の圧電的および光学的性質を利用して、メカニカル素子の振動を制御し、素子のQ値を向上させる手法を提供する。   The present invention solves the above-mentioned problems and, after fabrication of a mechanical element, utilizes the piezoelectric and optical properties of the material constituting the element to control the vibration of the mechanical element and improve the Q value of the element I will provide a.

上記課題を解決するために本発明のメカニカル素子は、それぞれが異なる半導体からなる少なくとも2つの層から構成される梁と光源とを備え、前記半導体は圧電性を有し、前記光源は前記異なる半導体の内の一つを選択的に励起する波長の光を前記梁に照射することと、前記照射により選択的に励起された一つの半導体からキャリアが生成されることと、前記キャリアが前記梁内部で空間的に分離して分極を生じることと、前記分極が前記半導体に圧電効果を生み出すことにより梁に応力が加わることと、前記応力により梁に反りが生じ、前記梁の反りに応じた歪勾配により変形ポテンシャル効果が現れ、歪に応じてバンドギャップが変化し、前記バンドギャップ変化により、梁の振動方向に対して順方向の付加的な力が加わり、前記付加的な力が梁の振動に対して時間的に遅れて作用することにより、梁の振動に対して正のフィードバックが働き、梁の振動を制御することとを行うことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a mechanical element of the present invention includes a beam and a light source each composed of at least two layers made of different semiconductors, wherein the semiconductor has piezoelectricity, and the light source is the different semiconductor. interior and be selectively with light having an excitation wavelength of one irradiating the beam, and the selectively excited one carrier from the semiconductor by the irradiation is generated, the carrier is the beam of the And generating polarization by spatially separating them, applying stress to the beam by generating a piezoelectric effect in the semiconductor, and warping of the beam due to the stress, and distortion corresponding to the warp of the beam. deformation potential effect appears gradient, the band gap changes in response to strain, by the band gap change, joined by additional force in the forward direction with respect to the vibration direction of the beam, the additional Forces by acting later in time with respect to the vibration of the beam acts positive feedback to the vibration of the beam, and performing and controlling the vibration of the beam.

また、本発明のメカニカル素子は、上記レーザー光の照射により、上記梁の共振周波数やQ値を変化させるものとしてもよく、上記レーザー光の照射により、上記梁を自励発振させるものとしてもよい。   The mechanical element of the present invention may change the resonance frequency or Q value of the beam by irradiation with the laser beam, or may cause the beam to self-oscillate by irradiation with the laser beam. .

また、上記課題を解決するために、本発明のメカニカル素子の振動を制御する方法は、それぞれが異なる半導体からなる少なくとも2つの層から構成される梁と光源とを備えるメカニカル素子の振動を制御する方法であって、前記半導体は圧電性を有し、前記光源より前記異なる半導体の内の一つを選択的に励起する波長の光を前記梁に照射する段階と、前記照射により選択的に励起された一つの半導体からキャリアが生成される段階と、前記キャリアが前記梁内部で空間的に分離して分極を生じる段階と、前記分極が前記半導体に圧電効果を生み出すことにより梁に応力が加わる段階と、前記応力により梁に反りが生じる段階、前記梁の反りに応じた歪勾配により変形ポテンシャル効果が現れ、歪に応じてバンドギャップが変化する段階、前記バンドギャップ変化により、梁の振動方向に対して順方向の付加的な力が加わる段階、および、前記付加的な力が梁の振動に対して時間的に遅れて作用することにより、梁の振動に対して正のフィードバックが働く段階、を含む梁の振動を制御する段階とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the method for controlling vibration of a mechanical element according to the present invention controls vibration of a mechanical element including a beam and a light source each composed of at least two layers made of different semiconductors. A method in which the semiconductor has piezoelectricity and the beam is irradiated with light having a wavelength that selectively excites one of the different semiconductors from the light source, and is selectively excited by the irradiation. A carrier is generated from the formed semiconductor, the carrier is spatially separated inside the beam to generate polarization, and the polarization generates a piezoelectric effect on the semiconductor to apply stress to the beam. phase and, the step of warping the beam is caused by the stress, deformation potential effect appears by the distortion gradient in accordance with the warp of the beam, the step of the band gap varies according to the strain, The serial band gap change, the step with respect to the vibration direction of the beam applied is additional force of the forward, and by the additional force acts temporally delayed with respect to the vibration of the beam, beams And a step of controlling the vibration of the beam including a step of applying positive feedback to the vibration.

本発明によれば、微細加工により作製される梁を備えるメカニカル素子のQ値を、素子の作製後に、照射レーザーの波長と強度の調節により、簡便に制御することができる。また、本発明によれば、室温環境においても、レーザー照射によりメカニカル素子を実効的に冷却でき、液体ヘリウムなどの寒剤を使用すること無く、簡便に熱雑音を低減できる。これにより、高感度なメカニカル検出が可能となる。さらに、本発明によれば、メカニカル素子をレーザー照射により自励発振させることが可能であり、他の振動駆動機構、例えば、電気的、磁気的、あるいは力学的な駆動機構を必要とすること無く、簡便にメカニカル素子を振動させることができる。   According to the present invention, the Q value of a mechanical element including a beam manufactured by microfabrication can be easily controlled by adjusting the wavelength and intensity of an irradiation laser after the element is manufactured. Further, according to the present invention, the mechanical element can be effectively cooled by laser irradiation even in a room temperature environment, and thermal noise can be easily reduced without using a cryogen such as liquid helium. Thereby, highly sensitive mechanical detection becomes possible. Furthermore, according to the present invention, it is possible to oscillate the mechanical element by laser irradiation without any other vibration drive mechanism, for example, an electric, magnetic, or dynamic drive mechanism. The mechanical element can be easily vibrated.

次に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態によるメカニカル素子の振動を制御する方法を説明する模式図である。
図1において、メカニカル素子100は、片持ち梁101と、電極102、103と、レーザー光源105と、圧電加振素子104とを備えている。片持ち梁101は、分子線エピタキシなどの薄膜結晶成長により作製された半導体多層構造を基にリソグラフィー加工される。この半導体多層構造は、図2に示すように、半絶縁GaAs基板204上に設けられた、Al0.7Ga0.3As層203、アンドープGaAs層202、およびSiドープGaAs層201により構成される。Al0.7Ga0.3As層203は、選択エッチングにより除去される犠牲層であり、この犠牲層の上に、n型GaAs導電層201とアンドープGaAs層202により構成される片持ち梁101が形成される。なお、本実施形態では、図1に示すように、片持ち梁101が、(001)面内で、[110]方向へ向くように設計されている。電極102と電極103は合金材料により構成され、アニールによりn型GaAs導電層202とオーミック接触が取られている。光源105はチタンサファイアレーザーであり、700〜840ナノメートルの範囲で波長の調節が可能である。圧電加振素子104は圧電性セラミック材料により構成され、素子に交流電圧を印加することにより圧電加振素子104が上下に伸縮する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a method for controlling vibration of a mechanical element according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, a mechanical element 100 includes a cantilever 101, electrodes 102 and 103, a laser light source 105, and a piezoelectric vibration element 104. The cantilever 101 is lithographically processed based on a semiconductor multilayer structure formed by thin film crystal growth such as molecular beam epitaxy. As shown in FIG. 2, the semiconductor multilayer structure is composed of an Al 0.7 Ga 0.3 As layer 203, an undoped GaAs layer 202, and a Si-doped GaAs layer 201 provided on a semi-insulating GaAs substrate 204. The Al 0.7 Ga 0.3 As layer 203 is a sacrificial layer removed by selective etching, and the cantilever 101 composed of the n-type GaAs conductive layer 201 and the undoped GaAs layer 202 is formed on the sacrificial layer. . In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the cantilever 101 is designed to face in the [110] direction within the (001) plane. The electrodes 102 and 103 are made of an alloy material, and are in ohmic contact with the n-type GaAs conductive layer 202 by annealing. The light source 105 is a titanium sapphire laser, and the wavelength can be adjusted in the range of 700 to 840 nanometers. The piezoelectric vibration element 104 is made of a piezoelectric ceramic material, and the piezoelectric vibration element 104 expands and contracts vertically by applying an AC voltage to the element.

ここで、本発明の原理について説明する。
今、梁が真性半導体と、前記真性半導体よりバンドギャップエネルギーの僅かに小さなn型半導体の二層構造により構成されている場合、半導体のエネルギーバンドは図4(a)のようになる。梁の両表面に現れる縮重した表面エネルギー準位に伝導帯401下部の電子403がこぼれ落ち、梁表面には負の電荷が蓄積される。一方、電子403の抜けた伝導帯401下部には多数の不純物による正の電荷が蓄積され、平衡状態においては系全体として中性状態が保たれる。
Here, the principle of the present invention will be described.
If the beam is formed of a two-layer structure of an intrinsic semiconductor and an n-type semiconductor having a slightly smaller band gap energy than the intrinsic semiconductor, the energy band of the semiconductor is as shown in FIG. Electrons 403 below the conduction band 401 spill into the degenerate surface energy levels appearing on both surfaces of the beam, and negative charges are accumulated on the beam surface. On the other hand, positive charges due to a large number of impurities are accumulated below the conduction band 401 from which the electrons 403 have escaped, and the neutral state of the entire system is maintained in an equilibrium state.

このようなバンド構造を有する梁へレーザー光を照射すると、励起エネルギーがn型半導体のバンドギャップエネルギー以上で且つ真性半導体のバンドギャップエネルギー未満の場合には、n型半導体部分のみが選択的に励起され、キャリアが生成される(図4b)。このとき価電子帯402に生成された正孔404は梁の両表面側へと移動し、電子403と正孔304の空間的な分離により厚さ方向への分極が生じる(遮蔽分極)。いま、梁を構成する半導体が圧電性を有する場合には、この遮蔽分極により圧電効果が生み出される。すなわち、キャリア励起により生じた分極変化により、梁の厚さ方向に実効的な電界が加わり、その結果、梁へ応力が加わる。この圧電的な応力により、梁を曲げようとする力FSCが作用する(図4b)。もし梁の変位に対してバンド構造に何の変化も起こらなければ、梁の如何なる曲げ状態に対しても同様の圧電力FSCが作用する。 When a beam having such a band structure is irradiated with laser light, if the excitation energy is greater than or equal to the band gap energy of the n-type semiconductor and less than the band gap energy of the intrinsic semiconductor, only the n-type semiconductor portion is selectively excited. Then, a carrier is generated (FIG. 4b). At this time, the holes 404 generated in the valence band 402 move toward both surfaces of the beam, and polarization in the thickness direction occurs due to spatial separation of the electrons 403 and the holes 304 (shielding polarization). Now, when the semiconductor constituting the beam has piezoelectricity, a piezoelectric effect is produced by this shielding polarization. That is, due to the polarization change caused by the carrier excitation, an effective electric field is applied in the thickness direction of the beam, and as a result, stress is applied to the beam. Due to this piezoelectric stress, a force F SC for bending the beam acts (FIG. 4b). If no change occurs in the band structure with respect to the beam displacement, the same piezoelectric power F SC acts on any bending state of the beam.

しかしながら、実際は、梁の反りに応じた歪勾配により変形ポテンシャル効果が現れ、歪に応じてバンドギャップが変化する。この変形ポテンシャル効果によりn型半導体側のバンドギャップが縮まり、真性半導体側のバンドギャップが広がる場合には、n型半導体領域の光吸収は増加し、その結果、遮蔽分極も増加する(図4c)。これにより梁を曲げようとする力もFSC+ΔFSCと強められる(図4c)。一方、梁が上記と逆の方向に撓んだ場合を考えると、変形ポテンシャル効果は逆効果となり、n型半導体側のバンドギャップは広がる(図4d)。このため、n型半導体領域の光吸収は減少し、遮蔽分極も減少する。従って、梁を曲げようとする力もFSC−ΔFSCと弱められる(図4d)。つまりFSCに対して逆方向の力ΔFSCが実効的に作用する。 However, in practice, a deformation potential effect appears due to a strain gradient corresponding to the warp of the beam, and the band gap changes according to the strain. When the band gap on the n-type semiconductor side is narrowed by this deformation potential effect and the band gap on the intrinsic semiconductor side is widened, the light absorption in the n-type semiconductor region increases, and as a result, the shielding polarization also increases (FIG. 4c). . As a result, the force to bend the beam is also strengthened to F SC + ΔF SC (FIG. 4c). On the other hand, when considering the case where the beam is bent in the opposite direction, the deformation potential effect is the opposite effect, and the band gap on the n-type semiconductor side widens (FIG. 4d). For this reason, the light absorption of the n-type semiconductor region is reduced, and the shielding polarization is also reduced. Therefore, the force to bend the beam is also weakened to F SC -ΔF SC (FIG. 4d). That is, a force ΔF SC in the reverse direction effectively acts on F SC .

以上の効果を梁の振動状態について考えると、梁の振動方向に対して順方向の付加的な力ΔFSCがキャリア励起により加わることになる。この力ΔFSCが梁の位置変化に対して時間的な遅れを有して作用する場合には、梁の振動ダンピングを抑制させる効果が生み出される。つまり梁の振動に対して正のフィードバックが働き、Q値は向上する。これに対して、同様の遮蔽分極により圧電力が逆方向に働く(−ΔFSC)性質を梁が有する場合には、図3cの曲げ状態では−FSC−ΔFSCの力が作用する。また、図3dの状態では−FSC+ΔFSCの力が作用する。すなわち、この場合には梁の振動方向に対して逆方向の付加的な力ΔFSCがキャリア励起により加わることになる。従って、この力ΔFSCが梁の位置変化に対して時間的な遅れにより作用する場合には、梁の振動ダンピングを助長する効果が生み出される。つまり梁の振動に対して負のフィードバックが働き、Q値は減少する。 Considering the above-described effects with respect to the vibration state of the beam, an additional force ΔF SC in the forward direction with respect to the vibration direction of the beam is applied by carrier excitation. When this force ΔF SC acts with a time delay with respect to the change in the position of the beam, an effect of suppressing vibration damping of the beam is produced. That is, positive feedback acts on the vibration of the beam and the Q value is improved. On the other hand, if the beam has the property that the piezoelectric force acts in the opposite direction (−ΔF SC ) due to the same shielding polarization, a force of −F SC −ΔF SC acts in the bent state of FIG. Further, in the state of FIG. 3d, a force of -F SC + ΔF SC acts. That is, in this case, an additional force ΔF SC in the direction opposite to the vibration direction of the beam is applied by carrier excitation. Accordingly, when this force ΔF SC acts on the beam position change with a time delay, an effect of promoting vibration damping of the beam is produced. That is, negative feedback acts on the vibration of the beam, and the Q value decreases.

梁の振動に対して正負どちらのフィードバックが働くかは梁を構成する半導体の結晶方位に依存する。例えば、圧電性を有する閃亜鉛鉱構造(GaAsなど)においては、梁構造が(001)面内に形成され、且つ、梁の長手方向が[110]方向の場合には、正のフィードバックが働き、図5(a)に示すように、Q値は向上する。これに対して、梁の長手方向が90度異なる[−110]方向の場合には、負のフィードバックが働き、図5(b)に示すように、Q値は減少する。一方、梁の長手方向が45度異なる[100]方向の場合には、結晶の対称性により圧電効果はキャンセルされる。従って、この場合にはフィードバックが働かず、図5(c)に示すように、Q値も変化しない。   Whether positive or negative feedback acts on the vibration of the beam depends on the crystal orientation of the semiconductor constituting the beam. For example, in a zinc-blende structure (such as GaAs) having piezoelectricity, when the beam structure is formed in the (001) plane and the longitudinal direction of the beam is the [110] direction, positive feedback works. As shown in FIG. 5A, the Q value is improved. On the other hand, in the case of the [−110] direction in which the longitudinal direction of the beam is different by 90 degrees, negative feedback works and the Q value decreases as shown in FIG. On the other hand, when the longitudinal direction of the beam is the [100] direction which is 45 degrees different, the piezoelectric effect is canceled due to the symmetry of the crystal. Therefore, in this case, feedback does not work, and the Q value does not change as shown in FIG.

このように、本発明におけるメカニカル素子のQ値の制御は、梁の長手方向と照射レーザー波長の適切な選択に基づいている。つまり、本発明の本質は、構成材料の光吸収係数の差を利用し、一部材料のみを選択的に励起することにより、梁の電気的分極状態を変化させ、これによる圧電的な応力を使用することにより、メカニカル素子の振動並びにQ値の制御を可能とした点にある。   Thus, the control of the Q value of the mechanical element in the present invention is based on appropriate selection of the longitudinal direction of the beam and the irradiation laser wavelength. In other words, the essence of the present invention is that by utilizing the difference in the light absorption coefficient of the constituent materials and selectively exciting only a part of the materials, the electric polarization state of the beam is changed, and the piezoelectric stress due to this is changed. By using it, the vibration of the mechanical element and the Q value can be controlled.

さらに、上記の手法により、高感度なメカニカル検出器を提供できる理由は以下の通りである。今、照射レーザーの波長を調節して、梁の振動ダンピングが光照射により阻害されるようなメカニカル素子に対して、照射レーザーの強度を増加していくと、素子のQ値は増加する。この照射光の強度が十分大きな場合には、振動ダンピングはほぼ消滅し、振動エネルギーの分散は、極めて小さな値となる。これにより、極めて大きなQ値の獲得が可能となる。このような状態に機械振動系を調節することにより、加速度、磁気、電荷、変位、質量、分子、あるいは原子を高感度に検出することが可能となる。例えば、梁に付着した分子による梁全体の質量変化に基づく、共振周波数の変化を検出することにより、梁に付着した分子量を検知することができる。   Furthermore, the reason why a highly sensitive mechanical detector can be provided by the above-described method is as follows. Now, if the intensity of the irradiation laser is increased with respect to a mechanical element in which the vibration damping of the beam is inhibited by light irradiation by adjusting the wavelength of the irradiation laser, the Q value of the element increases. When the intensity of the irradiation light is sufficiently large, the vibration damping is almost extinguished and the dispersion of the vibration energy becomes a very small value. As a result, an extremely large Q value can be obtained. By adjusting the mechanical vibration system in such a state, acceleration, magnetism, charge, displacement, mass, molecule, or atom can be detected with high sensitivity. For example, the molecular weight attached to the beam can be detected by detecting the change in the resonance frequency based on the mass change of the entire beam due to the molecule attached to the beam.

また、上記の手法を使用すると、メカニカル素子を実効的に冷却することができる。その理由は以下の通りである。レーザー照射により梁の運動に対する負のフィードバックが働く場合、すなわち、振動ダンピングが増加する場合、振動エネルギーの分散は増加する。つまり、振動エネルギーが外部へ散逸する。このエネルギー散逸に伴い、梁そのものの実効的な温度は低下する。すなわち、レーザー照射により梁を冷却することができる。   Further, when the above method is used, the mechanical element can be effectively cooled. The reason is as follows. When negative feedback is exerted on the beam motion by laser irradiation, that is, when vibration damping increases, the dispersion of vibration energy increases. That is, vibration energy is dissipated outside. With this energy dissipation, the effective temperature of the beam itself decreases. That is, the beam can be cooled by laser irradiation.

一方、上記の手法を使用すると、メカニカル素子を自励発振させることもできる。その理由は以下のとおりである。レーザー照射により梁の振動ダンピングが減少するようなメカニカル素子に対して、励起強度をある閾値以上に設定すると、振動エネルギーの分散は消滅し、著しく鋭いスペクトルが現れる。この状態では振動ダンピングが完全に消失し、梁が減衰することなく振動する。すなわち、メカニカル素子はレーザー照射によって自励発振する。このように、梁を構成する固体材料へ光を照射しつづけることにより自励発振を続けることができる。   On the other hand, when the above method is used, the mechanical element can be self-oscillated. The reason is as follows. When the excitation intensity is set to a certain threshold value or higher for a mechanical element in which vibration damping of the beam is reduced by laser irradiation, the dispersion of vibration energy disappears and a sharp spectrum appears. In this state, the vibration damping is completely lost, and the beam vibrates without being attenuated. That is, the mechanical element self-oscillates by laser irradiation. Thus, self-excited oscillation can be continued by continuing to irradiate light to the solid material constituting the beam.

本発明の第1の実施形態によるメカニカル素子の振動制御は、次のように実施される。まず、電極102と電極103の間に定電流を流した状態で、圧電加振素子104へ印加する交流電圧の周波数を掃引し、電極102と電極103との間の電位差を周波数の関数としてモニタする。半導体に歪が加わった場合には、半導体の特徴であるピエゾ抵抗効果により電気抵抗が変化する。従って、電極102と電極103との間に大きな電位差が生じる。つまり、本実施形態では、梁の共振状態を、歪による半導体の電気抵抗変化、すなわちピエゾ抵抗を介して検出する。   The vibration control of the mechanical element according to the first embodiment of the present invention is performed as follows. First, with a constant current flowing between the electrode 102 and the electrode 103, the frequency of the AC voltage applied to the piezoelectric vibration element 104 is swept, and the potential difference between the electrode 102 and the electrode 103 is monitored as a function of frequency. To do. When strain is applied to the semiconductor, the electrical resistance changes due to the piezoresistance effect that is a characteristic of the semiconductor. Accordingly, a large potential difference is generated between the electrode 102 and the electrode 103. That is, in this embodiment, the resonance state of the beam is detected through a change in the electrical resistance of the semiconductor due to strain, that is, a piezoresistance.

ここで、梁が共振した状態において、GaAsのバンドギャップエネルギーより僅かに小さなエネルギーに相当する波長(830〜840nm程度)のレーザーを半導体に照射した場合には、上述したように振動に対する正のフィードバックが働き、振動ダンピングが抑制される。メカニカル素子のQ値を向上させることができる。この現象は、図6の黒○プロットに示される。   Here, when the semiconductor is irradiated with a laser having a wavelength (about 830 to 840 nm) corresponding to energy slightly smaller than the band gap energy of GaAs in a state where the beam is resonated, as described above, positive feedback with respect to vibration is given. Works and vibration damping is suppressed. The Q value of the mechanical element can be improved. This phenomenon is shown in the black circle plot of FIG.

次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図7は、本発明の第2の実施形態によるメカニカル素子を冷却する手法を説明する模式図である。
図7において、メカニカル素子700は、第1の実施形態と同様に、n型GaAs層とアンドープGaAs層の二層構造からなる片持ち梁701と、合金材料からなる電極702、703と、チタンサファイアレーザー光源705と、圧電性セラミック加振素子704とを備える。ただし、本実施形態では、片持ち梁701の長手方向が、(001)面内で、[−110]方向を向いた構成とである点が第1の実施形態と異なる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a method of cooling a mechanical element according to the second embodiment of the present invention.
In FIG. 7, the mechanical element 700 includes a cantilever 701 having a two-layer structure of an n-type GaAs layer and an undoped GaAs layer, electrodes 702 and 703 made of an alloy material, and titanium sapphire, as in the first embodiment. A laser light source 705 and a piezoelectric ceramic vibration element 704 are provided. However, the present embodiment is different from the first embodiment in that the cantilever beam 701 has a configuration in which the longitudinal direction of the cantilever 701 faces the [−110] direction in the (001) plane.

ここで、GaAsのバンドギャップエネルギーより僅かに小さなエネルギーに相当する波長(830〜840nm程度)のレーザーを半導体に照射すると、振動に対する負のフィードバックが働き、照射光の強度の増加につれて片持ち梁701の振動ダンピングは増加する。これにより、Q値は減少する。この現象は図6の黒□プロットに示される。すなわち、振動エネルギーの分散が増加し、エネルギーの外部への散逸が大きくなる。これに伴い、片持ち梁701の実効的な温度は低下する。つまり、レーザー照射により片持ち梁701を冷却することができる。片持ち梁701の温度が変化すると、ブラウン運動による片持ち梁701の熱振動振幅も変化する。そのため、片持ち梁701の実効的な温度を熱雑音スペクトル測定により知ることができる。   Here, when the semiconductor is irradiated with a laser having a wavelength (approximately 830 to 840 nm) corresponding to energy slightly smaller than the band gap energy of GaAs, negative feedback with respect to vibration works, and the cantilever beam 701 increases as the intensity of irradiation light increases. Vibration damping increases. As a result, the Q value decreases. This phenomenon is shown in the black square plot of FIG. That is, the dispersion of vibration energy increases and the dissipation of energy increases. Along with this, the effective temperature of the cantilever 701 decreases. That is, the cantilever 701 can be cooled by laser irradiation. When the temperature of the cantilever 701 changes, the thermal vibration amplitude of the cantilever 701 due to Brownian motion also changes. Therefore, the effective temperature of the cantilever beam 701 can be known by thermal noise spectrum measurement.

次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
図8は、本発明の第3の実施形態によるメカニカル素子を自励発振する手法を説明する模式図である。
図8において、メカニカル素子800は、第1の実施形態と同様に、n型GaAs層とアンドープGaAs層の二層構造からなる片持ち梁801と、チタンサファイアレーザー光源802が備えられている。片持ち梁801の長手方向は、第1の実施形態と同様に、(001)面内で、[110]方向を向いた構成となっている。ただし、本実施形態では、圧電加振素子を特に必要とせず、また、電極材料も特に必要としない点が、第1の実施形態とは異なる。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a method of self-exciting a mechanical element according to the third embodiment of the present invention.
In FIG. 8, the mechanical element 800 includes a cantilever beam 801 having a two-layer structure of an n-type GaAs layer and an undoped GaAs layer, and a titanium sapphire laser light source 802, as in the first embodiment. The longitudinal direction of the cantilever 801 is configured to face the [110] direction in the (001) plane, as in the first embodiment. However, this embodiment is different from the first embodiment in that a piezoelectric vibration element is not particularly required and an electrode material is not particularly required.

ここで、梁が静止した状態において、GaAsのバンドギャップエネルギーより僅かに小さなエネルギーに相当する波長(830〜840nm程度)のレーザーを半導体に照射すると、照射光の強度が閾値(5〜10μW程度)を超えた場合には、梁が自励発振する。すなわち、他の、電気的、磁気的、あるいは力学的な駆動機構を必要とすること無く、光照射により簡便にメカニカル素子を振動させることができる。振動を止める場合には、光源を切るか、あるいは強度を閾値以下に下げればよい。あるいは、照射レーザー802の波長を変化させることにより、振動の駆動や停止を制御することができる。   Here, when the semiconductor is irradiated with a laser having a wavelength (about 830 to 840 nm) corresponding to an energy slightly smaller than the band gap energy of GaAs in a state where the beam is stationary, the intensity of the irradiation light becomes a threshold (about 5 to 10 μW). When exceeding, the beam self-oscillates. That is, the mechanical element can be easily vibrated by light irradiation without requiring another electric, magnetic, or dynamic drive mechanism. In order to stop the vibration, the light source may be turned off or the intensity may be lowered below the threshold value. Alternatively, the driving and stopping of vibration can be controlled by changing the wavelength of the irradiation laser 802.

以上、本発明の実施形態を詳細に説明してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあっても、本発明に含まれる。例えば、これらの実施形態では、梁を構成する半導体材料としてGaAsを使用したが、圧電性を有するあらゆる材料の使用が可能であることは、言うまでもない。   As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail. However, the specific configuration is not limited to these embodiments, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention, It is included in the present invention. For example, in these embodiments, GaAs is used as the semiconductor material constituting the beam, but it goes without saying that any material having piezoelectricity can be used.

また、これらの実施形態では、n型半導体と真性半導体の2層構造から構成される梁を使用したが、梁の厚さ方向の電気双極子を梁のたわみに応じて変化させることのできる限り、あらゆる種類の圧電性材料を使用することが可能である。また、2層以上の多層構造を使用することも可能である。また、n型半導体の代わりにp型半導体を使用しても、その本質は失われない。この場合は多数キャリアが正孔となるため、振動ダンピングに寄与する圧電的応力は、n型半導体を使用した場合とは対照的に作用する。   In these embodiments, a beam composed of a two-layer structure of an n-type semiconductor and an intrinsic semiconductor is used. However, as long as the electric dipole in the thickness direction of the beam can be changed according to the deflection of the beam. Any kind of piezoelectric material can be used. It is also possible to use a multilayer structure of two or more layers. Even if a p-type semiconductor is used instead of an n-type semiconductor, the essence is not lost. In this case, since majority carriers become holes, the piezoelectric stress that contributes to vibration damping acts in contrast to the case where an n-type semiconductor is used.

また、上述の実施形態において、2足型の片持ち梁構造を使用したが、単純な片持ち梁や両持ち張り、あるいはその他あらゆる形状の梁構造を使用するものとしてもよい。また、上述の実施形態において、光源としてチタンサファイアレーザーを使用したが、梁を構成する材料のバンドギャップエネルギー程度に相当する波長をもつ如何なる光源を使用するものとしてもよい。   In the above-described embodiment, the biped cantilever structure is used. However, a simple cantilever beam, a double-end cantilever structure, or a beam structure having any other shape may be used. In the above embodiment, a titanium sapphire laser is used as the light source. However, any light source having a wavelength corresponding to the band gap energy of the material constituting the beam may be used.

また、第1および第2の実施形態において、オーミック電極として合金材料を使用したが、半導体とのオーミック接触を可能とする、その他あらゆる種類の金属の使用が可能であることは言うまでもない。また、第1および第2の実施形態において、梁の振動運動を半導体の電気抵抗の変化を通じて検出したが、光てこ方式などの光学的検知手法を使用する場合も、同様に高感度な検出素子の作製が可能である。   In the first and second embodiments, the alloy material is used as the ohmic electrode. Needless to say, any other kind of metal that enables ohmic contact with the semiconductor can be used. In the first and second embodiments, the vibration motion of the beam is detected through a change in the electrical resistance of the semiconductor. However, when an optical detection method such as an optical lever method is used, a highly sensitive detection element is similarly used. Can be manufactured.

本発明の第1の実施形態であるメカニカル素子の振動を制御する方法を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the method of controlling the vibration of the mechanical element which is the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態におけるメカニカル素子を構成する半導体多層構造を説明する素子の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the element explaining the semiconductor multilayer structure which comprises the mechanical element in the 1st Embodiment of this invention. 共振スペクトルに現れる振動エネルギーの分散の様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the mode of dispersion | distribution of the vibration energy which appears in a resonance spectrum. 本発明の第1の実施形態における梁を構成する半導体のバンド構造を説明する模式図であり、図4(a)は、レーザー光の照射がない場合を示し、図4(b)は、レーザー光を照射した場合を示し、図4(c)は、レーザー光を照射した状態で梁が反った場合を示し、図4(d)は、図4(c)と逆の方向に梁が反った場合を示す。FIGS. 4A and 4B are schematic diagrams for explaining a semiconductor band structure constituting a beam in the first embodiment of the present invention. FIG. 4A shows a case where there is no laser light irradiation, and FIG. FIG. 4 (c) shows a case where the beam is warped in the state of laser light irradiation, and FIG. 4 (d) shows a case where the beam is warped in the opposite direction to FIG. 4 (c). Indicates the case. 本発明の第1の実施形態における梁に照射する光の強度と素子のQ値の関係を示す模式図であり、図5(a)は、梁の長手方向が[110]の場合を示し、図5(b)は、梁の長手方向が[−110]の場合を示し、図5(c)は、梁の長手方向が[100]の場合を示す。It is a schematic diagram which shows the relationship between the intensity | strength of the light irradiated to the beam in the 1st Embodiment of this invention, and Q value of an element, FIG.5 (a) shows the case where the longitudinal direction of a beam is [110], FIG. 5B shows the case where the longitudinal direction of the beam is [−110], and FIG. 5C shows the case where the longitudinal direction of the beam is [100]. GaAs片持ち梁のQ値とレーザー強度との関係を示す図であり、黒○プロットは[110]方向へ向いた片持ち梁の場合を示し、黒□プロットは[−110]方向へ向いた片持ち梁の場合を示す。It is a figure which shows the relationship between the Q value of a GaAs cantilever and a laser intensity | strength, a black (circle) plot shows the case of the cantilever which faced the [110] direction, and the black square plot faced the [-110] direction The case of a cantilever is shown. 本発明の第2の実施形態によるメカニカル素子を冷却する手法を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the method of cooling the mechanical element by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態によるメカニカル素子を自励発振する手法を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the method of carrying out self-oscillation of the mechanical element by the 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

101、701、801 片持ち梁
102、103、702、703 オーミック電極
104、704 圧電加振素子
105、705、802 レーザー光源
201 SiドープGaAs層
202 アンドープGaAs層
203 Al0.7Ga0.3As層
204 半絶縁GaAs基板
101, 701, 801 Cantilever 102, 103, 702, 703 Ohmic electrode 104, 704 Piezoelectric excitation element 105, 705, 802 Laser light source 201 Si-doped GaAs layer 202 Undoped GaAs layer 203 Al 0.7 Ga 0.3 As layer 204 Semi-insulating GaAs substrate

Claims (5)

それぞれが異なる半導体からなる少なくとも2つの層から構成される梁と光源とを備え、
前記半導体は圧電性を有し、
前記光源は前記異なる半導体の内の一つを選択的に励起する波長の光を前記梁に照射することと、
前記照射により選択的に励起された一つの半導体からキャリアが生成されることと、
前記キャリアが前記梁内部で空間的に分離して分極を生じることと、
前記分極が前記半導体に圧電効果を生み出すことにより梁に応力が加わることと、
前記応力により梁に反りが生じ、前記梁の反りに応じた歪勾配により変形ポテンシャル効果が現れ、歪に応じてバンドギャップが変化し、前記バンドギャップ変化により、梁の振動方向に対して順方向の付加的な力が加わり、前記付加的な力が梁の振動に対して時間的に遅れて作用することにより、梁の振動に対して正のフィードバックが働き、梁の振動を制御すること
を行うことを特徴とするメカニカル素子。
Comprising a beam and a light source each consisting of at least two layers of different semiconductors,
The semiconductor has piezoelectricity,
The light source irradiates the beam with light of a wavelength that selectively excites one of the different semiconductors ;
Generation of carriers from one semiconductor selectively excited by the irradiation ;
The carriers are spatially separated within the beam to cause polarization ;
Stress is applied to the beam by the polarization creating a piezoelectric effect in the semiconductor ;
The warp occurs in the beam due to the stress, the deformation potential effect appears due to the strain gradient according to the warp of the beam, the band gap changes according to the strain, and the forward direction with respect to the vibration direction of the beam due to the band gap change joined by additional force of, by said additional force is applied later in time with respect to the vibration of the beam acts positive feedback to the vibration of the beam, and controlling the oscillation of the beam
The mechanical element characterized by performing .
前記梁を構成する層のうち少なくとも1つが化合物半導体であることを特徴とする請求項1に記載のメカニカル素子。   The mechanical element according to claim 1, wherein at least one of the layers constituting the beam is a compound semiconductor. 前記光の照射により、前記梁の共振周波数やQ値を変化させることを特徴とする請求項1に記載のメカニカル素子。   The mechanical element according to claim 1, wherein the resonance frequency or Q value of the beam is changed by the light irradiation. 前記光の照射により、前記梁を自励発振させることを特徴とする請求項1に記載のメカニカル素子。   The mechanical element according to claim 1, wherein the beam is self-oscillated by the light irradiation. それぞれが異なる半導体からなる少なくとも2つの層から構成される梁と光源とを備えるメカニカル素子の振動を制御する方法であって、
前記半導体は圧電性を有し、
前記光源より前記異なる半導体の内の一つを選択的に励起する波長の光を前記梁に照射する段階と、
前記照射により選択的に励起された一つの半導体からキャリアが生成される段階と、
前記キャリアが前記梁内部で空間的に分離して分極を生じる段階と、
前記分極が前記半導体に圧電効果を生み出すことにより梁に応力が加わる段階と、
前記応力により梁に反りが生じる段階、前記梁の反りに応じた歪勾配により変形ポテンシャル効果が現れ、歪に応じてバンドギャップが変化する段階、前記バンドギャップ変化により、梁の振動方向に対して順方向の付加的な力が加わる段階、および、前記付加的な力が梁の振動に対して時間的に遅れて作用することにより、梁の振動に対して正のフィードバックが働く段階、を含む梁の振動を制御する段階とを備えることを特徴とするメカニカル素子の振動を制御する方法。
A method of controlling the vibration of a mechanical element comprising a beam and a light source each composed of at least two layers made of different semiconductors,
The semiconductor has piezoelectricity,
Irradiating the beam with light of a wavelength that selectively excites one of the different semiconductors from the light source;
Generating carriers from one semiconductor selectively excited by the irradiation;
The carrier is spatially separated within the beam to cause polarization;
Applying stress to the beam by the polarization creating a piezoelectric effect in the semiconductor;
A stage in which the beam is warped by the stress, a deformation potential effect appears by a strain gradient according to the warp of the beam, a stage in which a band gap changes in accordance with the strain, and a change in the band gap causes a vibration direction of the beam. A step of applying an additional force in the forward direction, and a step of applying a positive feedback to the vibration of the beam by the additional force acting with a time delay on the vibration of the beam. A method of controlling vibration of a mechanical element comprising the step of controlling vibration of a beam.
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Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04312942A (en) * 1991-03-25 1992-11-04 Mitsubishi Electric Corp Obic current detection method
JPH05273367A (en) * 1992-03-27 1993-10-22 Toshiba Corp Actuator
JPH0674213A (en) * 1992-08-26 1994-03-15 Mitsubishi Cable Ind Ltd Micro-gripper mechanism
JP2838363B2 (en) * 1994-06-03 1998-12-16 三菱電線工業株式会社 Method for producing optical strain bimorph
JP3120092B2 (en) * 1994-07-15 2000-12-25 三菱電線工業株式会社 Optical strain body and its actuator
JP3106187B2 (en) * 1999-03-19 2000-11-06 工業技術院長 Optical actuator element
JP3829548B2 (en) * 1999-09-24 2006-10-04 ソニー株式会社 Functional materials and functional elements
JP3261458B2 (en) * 2000-02-22 2002-03-04 独立行政法人産業技術総合研究所 Optically driven actuator
JP2005210872A (en) * 2004-01-26 2005-08-04 Rikogaku Shinkokai Optical induction magnetic driving type actuator
JP4533095B2 (en) * 2004-11-12 2010-08-25 キヤノン株式会社 Voltage conversion element and device using the element
JP2008019744A (en) * 2006-07-11 2008-01-31 Fujifilm Corp Optically driven type actuator, light receiving element, light gate element, and light reflection element, and method for using optically driven type actuator

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