MEMSセンサをダイヤモンドで作製し駆動を実証―超高感度、高信頼性のマイクロマシンの開発に道：物質・材料研究機構
(2018年10月30日発表)
（国）物質・材料研究機構は10月30日、マイクロマシンとも呼ばれる微小な電気機械システム「MEMS(メムス)」の実験機をシリコンではなくダイヤモンドで作り、駆動の実証に成功したと発表した。既存のシリコン製MEMSの性能を大幅に上回るダイヤモンドMEMSの開発に道を開く成果という。
MEMSは機械要素部品、センサ、電子回路などを一つの基板上に集積したデバイス。例えばセンサをMEMS化すると多様なセンシング機能を持たせたり、小型、軽量、省スペース、省電力、高速化などが図れるため、ロボット、医療、自動車、携帯端末をはじめ様々な製品・サービス分野での応用が期待されている。
これまではシリコン製のMEMSが開発されてきたが、研究チームはシリコンにはない特有の優れた物性や特性を持つダイヤモンドに着目、単結晶ウェハーの全表面をミクロン寸法の厚みで剥がすスマートカット技術などの高度なダイヤモンド加工技術を開発し、ダイヤモンド製のMEMSを試作した。
作ったのは、世界最高レベルの感度を持つダイヤモンド製の超微小カンチレバー（片支持の梁）と、そのカンチレバーを振動させ、その振動をセンシングする電子回路を集積化した単結晶ダイヤモンド製センサーチップ。
駆動実験の結果、電気信号での駆動を世界で初めて実証するとともに、高感度、低い作動電圧、低いエネルギー散逸、高温動作など非常に高い性能が確認されたという。
今回の成果を踏まえて実用化を視野に基盤技術を確立することで、今後、単分子の質量の違いを検知できるような超高感度で、高速・小型かつ信頼性の高いセンサなどへの展開が期待できるとしている。