| 研究課題/領域番号 |
10555111
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
電子デバイス・機器工学
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| 研究機関 | 東北工業大学 (1999)
東北大学 (1998) |
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研究代表者 |
山之内 和彦 東北工業大学, 工学部, 教授 (00006230)
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| 研究分担者 |
小田川 裕之 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (00250845)
高野 剛 (高野 剛浩) 東北工業大学, 工学部, 教授 (50085411)
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)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 1999
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| 研究課題ステータス |
完了 (1999年度)
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| 配分額 *注記 |
13,100千円 (直接経費: 13,100千円)
1999年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
1998年度: 10,700千円 (直接経費: 10,700千円)
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| キーワード | 弾性表面波 / KNbO_3単結晶 / 零温度特性基板 / 弾性表面波コンボルバー / 単結晶育成 / 広帯域フィルタ / スペクトル拡散通信 / 非線形誘電率顕微鏡 / KNbO3単結晶 / 零温度係数基板 / 超高結合材料 / 弾性表面波コンボルバ / KNbO_3 / 圧電薄膜 |
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| 研究概要 |
弾性表面波機能素子は高性能・超小型の電子・情報・通信の機能素子、特に移動体通信のキーデバイスとして盛んに研究が行われているが、更に21世紀の高度情報通信に対応するためには、その基礎である材料の研究開発と機能素子への応用、及びそれに適したシステムの開発が是非必要である。このような要求を満たす材料として、超高結合のKNbO_3単結晶基板、即ち、これまでレイリー波モードで、最も大きな電気機械結合係数をもつLiNbO_3基板の約10倍の値をもつKNbO_3基板を見いだしたことを元に、この基板の特性と応用について研究を本科学研究費の基に行い、以下のような研究成果を得た。
(1)大型KNbO_3単結晶の育成
高性能基板の実用化に当たっては、大型の単結晶基板を得ることが必要である。本研究では、60mmφの大型の白金ルツボを用い、融液面下で育成を行う方法を用いて、50mm角で長さ15mmと大型のKNbO_3単結晶の育成に成功した[1]。また、非線形誘電率顕微鏡[2]を用いて、分極軸について検討し、弾性表面波デバイスに応用可能な単結晶基板を得た。
(2)零温度特性基板の発見
回転Y板-X伝搬のKNbO_3基板の周波数温度特性を測定し、60度カット角付近の基板が室温付近で零温度特性[4]をもつことを見いだした。この成果は、今後の通信システムでの周波数有効利用と高速信号伝送のキーデバイスとして実用化が期待される。
(3)広帯域フィルタの研究
低損失の弾性表面波フィルタとして、弾性表面波共振器をラダー型に構成したフィルタが実用化されているが、KNbO_3基板を用いたフィルタを作製し[4]、従来の約3倍の17%の帯域幅をもつフィルタを得た。
(4)高効率エラスティックコンボルバーの研究
KNbO_3単結晶の非線形定数を測定し[3]、大きな値をもつことを見出とともに、弾性表面波エラスティックコンボルバを作製、これまで最も大きな効率であるLiNbO_3より約15dB大きな高効率のコンボルバ[5]を得た。これは、スペクトル拡散通信のキーデバイスとして今後の発展が期待される。
以上の研究成果を元に高密度・高速・高性能通信システム対応する、更にはシステムに変革をもたらすデバイスの研究開発[6]を進める。
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