2014 Fiscal Year Annual Research Report
次世代通信技術構築のための超低損失弾性波デバイスの開発
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25870042
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
原 基揚 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00417966)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 圧電薄膜共振子 / 電極 / 薄膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
圧電薄膜共振子は基板上に作製可能な薄膜の体積弾性波素子である。該素子は水晶共振子のようなバルクの体積弾性波素子と異なり、薄膜で構成される。そのため、電極の膜厚・材料によって共振特性が大きく変化する。
圧電薄膜共振子の従来の研究では、高帯域フィルタの応用を想定し、電極膜は結合係数を最大化するように設計されているが、それに対し、本研究では、低位相ノイズなクロックデバイス用の発振器への展開を想定し、Q値に特化した最適化を検討した。Q値の最大化に特化した解析は、本分野において、新たな試みである。
Q値の最大化にあたり、本研究では分布定数回路を用いた共振特性の計算プログラムを開発した。これによって、有限要素法と比較して、幾何変数を連続的に取り扱えるようになり、さらに高速な計算処理が可能となる。
高速処理が可能となったことから、変数入力に調整用のサブルーチンを追加することが実現でき、特定の変数(例えば共振周波数)を固定した条件で、所望の変数(例えば電極と圧電体との膜厚比)のみを変化させた場合の共振特性の変化をトレースすることなども可能となった。
さらに、回路シミュレータのフィッティング機能と連動させることで、バッチ処理による圧電薄膜共振子の評価パラメータ(Q値、結合係数)の抽出が高速に処理できるよううになり、電極の厚さおよび材料に関して、網羅的に考察を行うことが可能となった。
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