新強弾性五酸化タンタル薄膜を用いた弾性表面波コンボルバ

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02555064
• Research Institution: University of Yamanashi
• Principal Investigator: 中川 恭彦 山梨大学, 工学部, 教授 (50006277)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 望月 規弘 キャノン株式会社, 情報システム研究所, 研究員 ; 鈴木 勇次 山梨大学, 工学部, 講師 (70179266)
• Keywords: 強弾性 / Ta_2O_5薄膜 / 弾性表面波 / コンボルバ

Research Abstract

本研究により得られた成果は次の通りである。
1.これまで知られていない弾性表面波導波路上の弾性表面波非線形効果を明らかにした。すなわち,導波路を小さな金属薄膜に置き替えて作成したドットアレ-に弾性表面波を励起させると,非線形効果が強調され,2倍周波数の弾性表面波が発生し,入力周波数とドットの周期によって伝搬方向が制御可能であることを示した。
2.弾性表面波導波路上の伝搬特性に対する精密な解析に成功し,それに基づいて128°XY・LiNbO_3基板上の弾性表面波非線形効果によるコンボリュ-ション出力の発生効率を厳密に数値解析を行い,従来の実験値に合う結果を得た。この結果,弾性表面波コンボルバの設計(基板のカット,導波路形状)を可能になり,カット角を大きくすることで効率が約8dB改善されることを数値解析よって明らかにした。
3.五酸化タンタル薄膜のエピタキシャル成長をRFスパッタ装置を用いて試みたが,基板のシリコンの特性に邪魔されて完全には成功していない。この原因は,雰囲気ガス中の酸素と反応する為である。なお,この実験において容易に一軸配向膜は得られ,電気機械結合係数も理論値に近い値が得られ,弾性表面波基板としては遜色がなく十分使用可能であることが分かった。
4.今後の課題として次の点が上げられる。
(1)本薄膜の強弾性を明らかにし,弾性表面波非線形デバイスへの応用を図る。
(2)基板の適切な選択をおこない,エピタキシャルな薄膜の作成条件を明らかにする。
(3)上記2の結果を受けて,コンボルバ効率の最大になる基板材料,カット,導波路形状を解析的に求める。

Research Products

• [Publications] Y.Nakagawa: "Parametric Mixing Effects in Surface Acoustic Waves Caused by Gas Bubbles in Liquids." Physical Acoustics. 537-543 (1990)
• [Publications] Y.Nakagawa: "Theoretical Analysis of Nonlinear Effects in Surface Acoustic Waves on Waveguide." Japaneas Journal of Applied Physics. 30. 2406-2409 (1991)
• [Publications] Y.Nakagawa: "Second Harmonic Generation of Surface Acoustic Waves from a Dot Array." Japaneas Journal of Applied Physics. 30.Supp3-1. 149-151 (1991)
• [Publications] 中川 恭彦: "エラスティックコンボルバとは?" 超音波TECHNO. 12. 25-29 (1991)