超高結合弾性表面波デバイスと高度情報通信システムへの応用

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10555111
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 山之内 和彦 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (00006230)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小田川 裕之 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (00250845) ; 目黒 敏靖 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (50182150) ; 長 康雄 東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (40179966)
• Keywords: KNbO_3 / 弾性表面波 / 広帯域フィルタ / 圧電薄膜

Research Abstract

本年度は,弾性表面波デバイスに適したKNbO_3単結晶の育成と薄膜の作製、材料評価、非線形圧電定数の測定,及びSAWの伝搬特性の解析と実験を行った。
(1) KNbO_3単結晶の育成及び圧電性薄膜の製作の研究を行った。単結晶の育成では,約10mm角の透明な結晶を得ることができ,SAWの送受を確認した。また,MOCVD法により作製されたKNbO_3薄膜はas-grownで圧電性を有しSAWを励振できることが分かった。
(2) 研究者らが提案している走査型非線形誘電率顕微鏡を用いて、(1)で作製した単結晶及び薄膜のドメイン及び物性を評価した。特に,薄膜の評価では,as-grownの状態で分極が基板の上向きにそろっていることがわかった。また,分極分布とSAWの励振特性を対応させて評価し,非線形誘電率顕微鏡による評価方法がSAW材料の評価にも適用できることを確認した。非線形誘電率顕微鏡による材料評価を薄膜・単結晶作製にフィードバックし,より高品質な材料作製の研究を行う予定である。
(3) コンボルバへの応用を目的に,KNbO_3単結晶の非線形圧電定数の評価を行った。これによりe_<355>が大きいことがわかり,効率の高いコンボルバが得られることがわかった。
(4) X,Y,Zカット及び回転Yカット,回転Xカットのそれぞれについて,SAW及びリーキ一SAWの理論解析を行った。
(5) KNbO_3単結晶を用いて帯域幅17%の広帯域のSAWフィルタを得た。

Research Products

• [Publications] Kazuhiko Yamanouchi: "Piezoelectric KNbO_3 films for SAW device applications" Electronics Letters. 34・7. 702-703 (1998)
• [Publications] Kazuhiko Yamanouchi: "A Surface Acoustic Wave Elastic Convolver Using KNbO_3 Single Crystal Substrate" Jpn.J.Appl.Phys.37・5B. 2933-2935 (1998)
• [Publications] Kazuhiko Yamanouchi: "Super High Electromechanical Coupling and Zero Temperature Coefficient Surface Acoustic Wave Substrates in KNbO_3 Single Crystal" IEEE Trans.Ultrason.,Ferrcelec.,Freg.Contr.((to be published))