2012 Fiscal Year Annual Research Report
透明酸化亜鉛薄膜の高周波物性評価とその高周波デバイスへの応用
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22360277
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
羽田 肇 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, その他 (70354420)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂口 勲 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, 研究員 (20343866)
齋藤 紀子 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, 研究員 (20354417)
安達 裕 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, 研究員 (30354418)
菱田 俊一 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, 研究員 (40354419)
大橋 直樹 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, 研究員 (60251617)
大垣 武 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, 研究員 (80408731)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 透明導電体 / 酸化亜鉛 / 高周波素子 / アンテナ |
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| Research Abstract |
透明酸化物の高周波デバイスへの応用として、広く実用化されているITO膜上に、線状の金属導体を配置した5.2GHz帯の透明モノポールアンテナを検討した。モノポールアンテナは、ITO膜の抵抗率と膜厚に基づき、有限要素法を用いた3次元電磁界シミュレータにより設計し、アンテナ形状を決定した。シート抵抗値3.3Ω/□のITO膜をエッチングしてアンテナパターンを形成し、さらに、フォトリソグラフィーを応用したリフトオフプロセスによって目視では確認できない微細な金属配線を形成して、ハイブリッド構造の透明アンテナを作製した。作製した透明アンテナは、電磁界放射パターン近傍界を高速に測定し、Spherical Near Field/Far Field変換により遠方界放射パターンを得る手法で評価した。その結果、実測値とシミュレーション値がよく一致した結果が得られ、電流密度が集中する放射部に微細な金属配線を配置する手法が、アンテナ利得および放射効率を向上させることを実証した。
さらに、透明導電体のシート抵抗値の低減により、アンテナ特性の更なる向上が実現できることが明らかになったことから、ZnO膜の応用についても検討した。ZnOは可視領域の透過率がＩＴＯ膜よりも高いことから、厚膜化が可能であり、ドーピングによる高い導電性が得られれば、実用化に耐えうる透明アンテナ特性が期待される。そこで、ZnO膜に添加するドーパントの高活性化に着目して、ZnO薄膜の結晶極性を利用した有効なドーパントを添加する成膜方法をスパッタリング法、PLD法を用いて検討した。その結果、薄膜合成中に特定の電圧を印加するZnO薄膜の極性制御法を確立し、さらに、ドーピング元素・ドープ量とZnO薄膜の結晶極性・薄膜構造の関係、および、その電気特性を明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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