2014 Fiscal Year Annual Research Report
単結晶ダイヤモンドを利用した超高性能弾性波デバイスの実現
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24360131
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
橋本 研也 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90134353)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤井 知 千葉大学, 事務局, 特任研究員 (30598933)
大森 達也 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60302527)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 単結晶 / ダイヤモンド / SAWデバイス / AlN / ScAlN / 発振器 / スパッタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、単結晶ダイヤモンド(SCN)基板を利用して、既存の圧電材料では実現し得なかった際立った性能を有する弾性表面波(SAW)素子を実現し、新たな工学領域を創出することを目的とした。
本年度は、まず、厚い電極を利用すると質量負荷効果によりSAWのエネルギーが基板表面付近に集中し、圧電性が極端に向上することを明らかにした。このため、SiO2の様な圧電性が無い材料でも同様な効果が生じるため、SiO2の温度補償機能を併せ持った新機能SAWデバイス実現の可能性を明らかにした。
また、AlNよりも格段に圧電性の大きなScAlN薄膜についてもScAl合金ターゲットによる大面積成長を検討した。その結果、高品質膜が大面積に堆積できるようになったが、ターゲットのScAl組成比と薄膜の組成比の間に大きなずれが生じることが判った。検討の結果、これはScAlターゲット表面が窒化することに起因することを明らかにし、スパッタ雰囲気中のN2濃度を低減することにより、堆積膜中でのSc濃度が増加し、純Ar雰囲気中ではターゲットのそれとほぼ同一となることが判った。ただし、純Ar雰囲気中ではScAl合金が堆積されてしまう。今後、他のスパッタ条件も併せて見直し、ターゲットとほぼ同一のSc濃度を持つScAlNの成長条件を探索する。
AlN薄膜やScAlN薄膜を利用したSAW素子では、原理的には偶数次の非線形性が発生しない。非線形性を自動的に、しかも高精度に評価する計測システムを構築したところ、通常の圧電材料を利用した場合に比べると非線形性は押しなべて小さいが、特定の周波数で非常に強く励振されることを明らかにした。
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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