レーザーと類似の原理で水晶より高性能な振動子を実現 周波数揺らぎ１００万分の１以下

NTT、MEMSによる超音波「レーザ」の実現に成功
http://release.nikkei.co.jp/detail.cfm?relID=333100&lindID=1
http://www.ntt.co.jp/news2013/1303/image/130318a_1.gif
http://www.ntt.co.jp/news2013/1303/image/130318a_2.gif
http://www.ntt.co.jp/news2013/1303/image/130318a_3.gif

日本電信電話株式会社（以下NTT、本社：東京都千代田区、代表取締役社長：鵜浦博夫）は、安定度の高い光を作り出す技術として広く用いられているレーザ（※１）と類似の原理をMEMS（※２）に適用し、
１００万分の１以下という小さな周波数揺らぎしか持たない振動子の動作を実現しました。

１．背景と成果の概要
電子機器における基準交流信号を作り出す素子である水晶振動子は、昨今の通信・情報処理装置に欠かすことのできない素子として広く用いられています。
水晶振動子は薄膜の振動を用いて極めて高い周波数安定性を持つことが特徴で、電子機器の小型化に伴い、さらなる小型化・高周波数化が求められています。
一方、NTTの研究所では、これまでMEMS（Microelectromechanical　Systems）や、さらにそれを微細化したNEMS（Nanoelectromechanical　Systems）の新しい応用技術の研究を進めてきましたが、
今回、MEMSに対してレーザに類似した原理を適用することにより、高い精度の超音波振動を生成する振動子の実現に成功しました。
本成果は、将来的には水晶振動子より小型で高周波数かつ高精度な、半導体チップに集積可能な振動子への応用につながるものと期待されます。

２．今回実現した素子の概要
NTTの研究所が動作の実現に成功したMEMSの心臓部は、長さ２５０μm、幅８５μm、厚さ１．４μmのこの髪の毛（約８０μm）よりも細い小さな板バネです。
今回、板バネ構造にレーザと類似の原理を適用することにより、周波数ゆらぎが１００万分の１以下しかない極めて高い精度の振動を生成することに成功しました。
このような超音波に対する「レーザ」は、SASER（Sound　Amplification　by　Stimulated　Emission　of　Radiation）と呼ばれています。
電気的に制御が可能なMEMSによるSASERを実現したのは、世界で初めてと言えます。

ええな

なるほど

低周波サンダー

なるほどね
周波数揺らぎが100万分の1以下とか画期的だね

すごいな
水晶より高性能な振動子を実現とか
革命的技術だよ

やるじゃん

100万分の１=1ppm
えーと。自慢になることなの？

俺が使ってる比較的安い水晶でも0.5ppmとかなんだが

これ使えばQCMよりつおいのできるの？

でいつになったら目から光線出せるんだい？

つまりリップルレーザーか

とうとうMEMSが目覚めたか

時計オタク歓喜

NTTの研究所の技術ヤバすぎってニュー速で昔見たがマジ？

大真空ファン狼狽

>>15
今でもそれなりにすごいけど昔に比べたら規模小さくなってきてるからこれからはどうなるやら

要するにこれがあるとテッカマンブレードになれるのかい？

エリートぞろいの嫌木綿にもろくな説明ができていない
つまりこれはガセ

分かりやすく言えばCPUのクロック数のことだよ

集積回路に内蔵できるので、回路に外付け水晶発振器が不要になる→簡素化によるコスト削減、小型化

まったくの門外漢だけど、>>1を見てからいろいろ調べてみたよ

▼振動子は基準となる一定周波数の交流電気信号を発生させるために必要な素子
Wikipedia 水晶振動子（MEMS振動子のライバル）
ttp://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%B4%E6%99%B6%E6%8C%AF%E5%8B%95%E5%AD%90

▼なぜ電子機器に基準信号発生器が必要なのか
EE Times Japan 水晶デバイス基礎講座
ttp://eetimes.jp/ee/articles/1011/17/news131.html
基準信号からPCマザボやイーサネットや無線LANに使う高周波を作る方法（リンク先の３〜5）
ttp://eetimes.jp/ee/articles/1111/07/news003_3.html

▼最近は半導体の微細加工技術を利用した半導体あるいはマイクロマシン型の振動子が台頭しつつある
Wikipedia MEMS（ダニの頭より小さな歯車の電子顕微鏡写真あり）
ttp://ja.wikipedia.org/wiki/MEMS
発振器の適材適所を考えてみる 台頭するシリコン発振器 - indexPro
ttp://www.indexpro.co.jp/techno_trend/article/0105.asp
電子部品　タイミングデバイス：シリコンタイミング 〜 水晶市場を狙う新提案が続々 - EE Times Japan
ttp://eetimes.jp/ee/articles/1103/08/news095.html
ソフトウェアやDSPで高精度のクロックを作るデジタル回路もあるけど、単純な素子に比べて規模が大きいね
ttp://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%80%E3%82%A4%E3%83%AC%E3%82%AF%E3%83%88%E3%83%BB%E3%83%87%E3%82%B8%E3%82%BF%E3%83%AB%E3%83%BB%E3%82%B7%E3%83%B3%E3%82%BB%E3%82%B5%E3%82%A4%E3%82%B6

オーオタ大歓喜

温度特性は？

水晶死滅確認

>>9
そのppmは周波数オフセットのことで、
>>1は位相雑音のことを言ってるんでしょ？

水晶で時を刻むって方がロマンあっていいじゃん

原子時計の話か

これを使って超高音質でCD再生がうんたらかんたら

＞３．今後の展開
＞　今回の原理実証実験では、通常の水晶振動子と同レベルの１００万分の１以下の周波数精度を２．５Kという低温において確認できました。

なんだ室温動作じゃないのか(´･ω･`)

基盤も立体にしたらいいのにな

PS3のBDドライブ死んだんだけど誰か直して

>>26
位相雑音じゃねーだろ
位相雑音を「１００万分の１以下の周波数精度」とか表現するほどド素人じゃないだろさすがに

2.5Kで1ppm？
温度管理下にある水晶は、それより10桁近く精度高いだろ
普通に替える民生品でも高級なOCXOなら10^-12とかなんだから

OCXO (Oven Controlled X'tal Oscillator)：恒温槽付水晶発振器など
水晶振動子の上位製品を置き換えるようなものじゃないってのは
>>22の解説記事にもあるね

http://www.indexpro.co.jp/techno_trend/article/0105.asp

全然関係ないけど、自動車市場の急落が
自動車用水晶振動子の生産・受注実績で事前に予測可能って記事があった
株アナリストはこういうデータをチェックして予想を立ててるのかー
ttp://e2a.jp/review/090217.shtml

温度補償無しでも行けるようなのが安くできれば色々と便利そうなんだけどね
水晶も精度の良いのは高いしデカイから

クリスタルスカルはやっぱり宇宙人の作った科学的な装置だったと判明したな

自分の技術分野じゃタイマーIC555的な発振精度で十分。

>>38
あれ便利すぎるよな

TXCOの立場が無くなるな

ものすごい電動ローターが作れるの？

お前らは何でも知ってるな

オーオタが無駄に騒ぎそうだな

タイマIC555ってこれか
嫌儲にはいろんな人がいるなあ
ttp://www.marutsu.co.jp/user/led_ic555.php

学部時代に情報系の学科なのに電気回路の講義を必修で取らされたとき
なんで電源を入れたり切ったりしたときの過渡応答を延々と勉強させられたのか
その頃はさっぱりわかんなかったけど
コンデンサの容量や抵抗の大きさみたいな、時間と関係ない、モノの性質を使って
正確な時間の刻みを得ることができるってのは
よく考えたらすごいことなんだな

トラ技555号記念企画 タイマIC555設計者インタビューその1
ttp://www.youtube.com/watch?v=j3vpu67uu28

タイマICって何が偉いんだかよく分からんちん。
それこそブザー音を作るようなこともできるんだろ。

つか安物の時計でも年差数秒って時代が来るのか？

発振機構の原点って何だろうな　ししおどし？