2001 Fiscal Year Annual Research Report

UMS技術を用いた超高周波SAWデバイス用単結晶基板表面の評価技術の開発

Research Project

Project/Area Number	12450119
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	櫛引淳一東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50108578)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	長康雄東北大学, 電気通信研究所, 教授 (40179966) 荒川元孝東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00333865) 高長和泉東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30323059) 宮下雅仁東北大学, 電気通信研究所, 非常勤研究員小田川裕之東北大学, 電気通信研究所, 助手 (00250845)
Keywords	超音波マイクロスペクトロスコピー / LFB超音波顕微鏡 / V(z)曲線解析法 / 表面加工層 / 漏洩弾性表面波 / 単結晶材料評価 / SAWデバイス用材料 / 走査形非線形誘電率顕微鏡
Research Abstract	本研究では、本研究代表者らが発明・開発した超音波マイクロスペクトロスコピー(UMS)技術を超高周波(SHF)帯SAWデバイス用LiNbO_3とLiTaO_3単結晶基板の表面加工層・変質層の問題に適用し、その定量的解析・評価技術の確立を目指している。平成13年度の研究成果を要約すると以下の通りである。 1.直線集束ビーム(LFB)超音波材料解析システムの高精度化表面加工層・変質層による音響特性のわずかな変化を捉えるために、LFBシステム精度の検討を行った。これにより、複数の試料を連続的に測定することが可能となった。また、高精度な標準試料を作成することにより、LFBシステムの絶対精度を向上させた。 2.表面加工層モデル試料の評価表面加工層モデル試料として(A)プロトン交換、および熱処理により作製したZ-cut LiTa0_3、および(B)プロトン交換および熱処理により作製したLiTa0_3分極反転層を取り上げ、評価を行った。LFBシステムにより測定したLSAW速度に対して、膜厚の分解能は(A)の試料に対して0.0041μm、(B)の試料に対して0.0080μmとなり、本システムの分解能がナノメーターオーダーであることを明らかにした。 3.Bond法によるLiNbO_3、LiTaO_3単結晶基板の超精密格子定数測定法の検討試料としてLiNbO_3、LiTaO_3単結晶基板を用いた場合の、Bond法により格子定数を高精度に測定する方法について検討を行った。

Research Products

(16 results)

All Other

All Publications (16 results)

[Publications] J.Kushibiki, Y.Ono, Y.Ohashi, M.Arakawa: "Development of the Line-Focus-Beam Ultrasonic Material Characterization System"IEEE Trans. UFFC. 49・1. 99-113 (2002)
[Publications] J.Kushibaki, I.Takanaga, S.Nishiyama: "Accurate Measurements of the Acoustical Physical Constants of Synthetic α-Quartz for SAW Devices"IEEE Trans. UFFC. 49・1. 125-135 (2002)
[Publications] J.Kushibaki, Y.Ohashi, T.Ujiie: "Standardized Evaluation of Chemical Compositions of LiTaO_3 Single Crystals for SAW Devices Using the LFB Ultrasonic Material Characterization System"IEEE Trans. UFFC. (in press). (2002)
[Publications] J.Kushibaki, Y.Ohashi, Y.Ono, and T.Sasamata: "Evaluation and Improvement of Optical-Grade LiTaO_3 Single Crystals by the LFB Ultrasonic Material Characterization System"IEEE Trans. UFFC. (in press). (2002)
[Publications] J.Kushibaki, M.Arakawa, R.Okabe: "High-Accuracy Standard Specimens for the Line-Focus-Beam Ultrasonic Material Characterization System"IEEE Trans. UFFC. (in press). (2002)
[Publications] I.Takanaga, J.Kushibiki: "A Method of Determining Acoustical Physical Constants for Piezoelectric Materials by Line-Focus-Beam Acoustic Microscopy"IEEE Trans. UFFC. (in press). (2002)
[Publications] J.Kushibaki, I.Takanaga, S, Komatsuzaki, T.Ujiie: "Chemical Composition Dependences of the Acoustical Physical Constans of LiNbO_3 and LiTaO_3 Single Crystals"J. Appl. Phys. (in press). (2002)
[Publications] K.Matsuura, Y.Cho, H.Odagawa: "Measurement of the Ferroelectric Domain Distributions Using Nonlinear Dielectric Response and Piezoelectric Response"Jpn. J. Appl. Phys.. 40・5B. 3534-3537 (2001)
[Publications] Y.Cho, K.Ohara, A.Koike, H.Odagawa: "New Functions of Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy (8160)16Higher-Order Measurement and Vertical Resolution(8160)16"Jpn. J. Appl. Phys.. 40・5B. 3544-3548 (2001)
[Publications] Y.Cho, K.Ohara: "Higher Order Nonlinear Dielectric Imaging Using Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy"Jpn. J. Appl. Phys.. 40・6B. 4349-4353 (2001)
[Publications] K.Matsuura, Y.Cho, H.Odagawa: "Fundamental Study on Nano Domain Engineering Using Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy"Jpn. J. Appl. Phys.. 40・6B. 4354-4356 (2001)
[Publications] K.Ohara, Y.Cho: "Fundamental Study of Surface Layer on Ferroelectrics by Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy"Jpn. J. Appl. Phys.. 40・9B. 5833-5836 (2001)
[Publications] Y.Cho, S.Kazuta, H.Ito: "Scanning nonlinear dielectric microscopy study on periodically poled LiNbO_3 for high-performance quasi-phase matching devices"Appl. Phys. Lett.. 79・18. 2955-2957 (2001)
[Publications] T.Sakai, T.Watanabe, Y.Cho, K.Matsuura, H.Funakubo: "Characterization of Ferroelectric Property of C-Axis- and Non-C-Axis-Oriented Epitaxially Grown Bi_2Vo_<5.5> Thin Films"Jpn. J. Appl. Phys.. 40・11. 6481-6486 (2001)
[Publications] Y.Cho, K.Ohara: "Higher Order Nonlinear Dielectric Microscopy"Appl. Phys. Lett.. 79・23. 3842-3844 (2001)
[Publications] H.Odagawa, Y.Cho: "Measuring of ferroelectric polarization component parallel to the surface by scanning nonlinear dielectric microscopy"Appl. Phys. Lett.. (in press). (2002)

2001 Fiscal Year Annual Research Report

UMS技術を用いた超高周波SAWデバイス用単結晶基板表面の評価技術の開発

Principal Investigator

櫛引 淳一 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50108578)

Research Products

[Publications] J.Kushibiki, Y.Ono, Y.Ohashi, M.Arakawa: "Development of the Line-Focus-Beam Ultrasonic Material Characterization System"IEEE Trans. UFFC. 49・1. 99-113 (2002)

[Publications] J.Kushibaki, I.Takanaga, S.Nishiyama: "Accurate Measurements of the Acoustical Physical Constants of Synthetic α-Quartz for SAW Devices"IEEE Trans. UFFC. 49・1. 125-135 (2002)

[Publications] J.Kushibaki, Y.Ohashi, T.Ujiie: "Standardized Evaluation of Chemical Compositions of LiTaO_3 Single Crystals for SAW Devices Using the LFB Ultrasonic Material Characterization System"IEEE Trans. UFFC. (in press). (2002)

[Publications] J.Kushibaki, Y.Ohashi, Y.Ono, and T.Sasamata: "Evaluation and Improvement of Optical-Grade LiTaO_3 Single Crystals by the LFB Ultrasonic Material Characterization System"IEEE Trans. UFFC. (in press). (2002)

[Publications] J.Kushibaki, M.Arakawa, R.Okabe: "High-Accuracy Standard Specimens for the Line-Focus-Beam Ultrasonic Material Characterization System"IEEE Trans. UFFC. (in press). (2002)

[Publications] I.Takanaga, J.Kushibiki: "A Method of Determining Acoustical Physical Constants for Piezoelectric Materials by Line-Focus-Beam Acoustic Microscopy"IEEE Trans. UFFC. (in press). (2002)

[Publications] J.Kushibaki, I.Takanaga, S, Komatsuzaki, T.Ujiie: "Chemical Composition Dependences of the Acoustical Physical Constans of LiNbO_3 and LiTaO_3 Single Crystals"J. Appl. Phys. (in press). (2002)

[Publications] K.Matsuura, Y.Cho, H.Odagawa: "Measurement of the Ferroelectric Domain Distributions Using Nonlinear Dielectric Response and Piezoelectric Response"Jpn. J. Appl. Phys.. 40・5B. 3534-3537 (2001)

[Publications] Y.Cho, K.Ohara, A.Koike, H.Odagawa: "New Functions of Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy (8160)16Higher-Order Measurement and Vertical Resolution(8160)16"Jpn. J. Appl. Phys.. 40・5B. 3544-3548 (2001)

[Publications] Y.Cho, K.Ohara: "Higher Order Nonlinear Dielectric Imaging Using Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy"Jpn. J. Appl. Phys.. 40・6B. 4349-4353 (2001)

[Publications] K.Matsuura, Y.Cho, H.Odagawa: "Fundamental Study on Nano Domain Engineering Using Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy"Jpn. J. Appl. Phys.. 40・6B. 4354-4356 (2001)

[Publications] K.Ohara, Y.Cho: "Fundamental Study of Surface Layer on Ferroelectrics by Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy"Jpn. J. Appl. Phys.. 40・9B. 5833-5836 (2001)

[Publications] Y.Cho, S.Kazuta, H.Ito: "Scanning nonlinear dielectric microscopy study on periodically poled LiNbO_3 for high-performance quasi-phase matching devices"Appl. Phys. Lett.. 79・18. 2955-2957 (2001)

[Publications] T.Sakai, T.Watanabe, Y.Cho, K.Matsuura, H.Funakubo: "Characterization of Ferroelectric Property of C-Axis- and Non-C-Axis-Oriented Epitaxially Grown Bi_2Vo_<5.5> Thin Films"Jpn. J. Appl. Phys.. 40・11. 6481-6486 (2001)

[Publications] Y.Cho, K.Ohara: "Higher Order Nonlinear Dielectric Microscopy"Appl. Phys. Lett.. 79・23. 3842-3844 (2001)

[Publications] H.Odagawa, Y.Cho: "Measuring of ferroelectric polarization component parallel to the surface by scanning nonlinear dielectric microscopy"Appl. Phys. Lett.. (in press). (2002)

櫛引淳一東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50108578)