Korkea-Q mikromekaaniset värähtelijät

Professori Ilkka Tittonen, Mittaustekniikan laboratorio, Teknillinen korkeakoulu, PL 3000, 02015 Tkk

Mittaustekniikan laboratorio on keskittynyt optiseen ja sähköiseen mittaustekniikkaan. Perustutkimusta tehdään mm. lasereiden, tietoliikenteen, optiikan, mikro- ja nanoteknologian mittaussovellusten sekä foto- ja radiometrian mittausmenetelmien parissa. Laboratorio on myös optisten suureiden kansallinen mittanormaalilaboratorio. Mittaustekniikan laboratorion opetukseen kuuluvat optisen ja sähköisen mittaustekniikan kurssit sekä perus- että jatkokoulutuksessa. Erityistä huomiota kiinnitetään käytännön ja teoriataitojen kehittämiseen työskentelemällä laboratorion eri tutkimusprojekteissa.

Tutkimusohjelmaan osallistuva hanke käsittää piin mikrorakenteiden tutkimusta suunnittelun, mallinnuksen, valmistuksen ja mittausten keinoilla. Mikromekaanisten sensorien toiminnassa on erittäin tärkeää ymmärtää erilaisten rakenteiden mekaanisia ominaisuuksia. Päätavoite on käyttää hyvinmääriteltyä resonanssia, jolla on erittäin korkea mekaaninen Q -arvo uusien ilmiöiden havaitsemisessa ja samanaikaisesti kehittää piiresonaattoreita uusiin sensorisovellutuksiin. Yhtenä lupaavana kandidaattina on oheisen kuvan torsionaalinen piistä märkäetsattu rakenne, joka on myös FEM -simulaatioilla todettu toimivaksi.

Tässä hankkeessa tutkitaan materiaali- ja rakenneominaisuuksia ja pyritään saavuttamaan 'state-of-the-art' taso mekaanisten häviöiden minimoinnissa ja valmistamaan maailman herkin mekaaninen resonaattori. Lopputavoitteena on
- kehittää piiresonaattori, jolla on erittäin korkea mekaaninen Q -arvo
- kehittää piiresonaattori, jonka resonanssitaajuus on erittäin korkea
- kehittää optisia ja kapasitiivisia hyvin vähäkohinaisia detektointimenetelmiä
- suorittaa mittauksia muuttamalla erityisesti painetta ja lämpötilaa
- havaita uusia fysikaalisia ilmiöitä, joista osa on teoreettisesti ennustettu, mutta joita ei ole vielä kokeellisesti havaittu.