逆プロトン交換を用いた縦波型リーキー弾性表面波の低損失化と高周波フィルタへの応用

• 研究課題/領域番号: 23560365
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 山梨大学
• 研究代表者: 垣尾 省司 山梨大学, 医学工学総合研究部, 教授 (70242617)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2011年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 弾性表面波 / LiNbO3 / 逆プロトン交換 / AlN薄膜 / 低損失フィルタ / バルク波放射 / 縦波型リーキー弾性表面波 / 低損失化

研究概要

次世代移動体通信の実現に向けて，LiNbO3結晶などの圧電性を利用した弾性表面波フィルタの高周波化が強く要請されている．縦波型リーキー弾性表面波は，高速で伝搬するために高周波化に有利であるが，損失が非常に大きい，本研究では，LiNbO3基板上に逆プロトン交換層を形成する，または高音速薄膜を装荷すると，縦波型リーキー弾性表面波のバルク波放射に起因する損失が格段に減少することを理論的，実験的に明らかにし，これまで困難であった低損失化を実現した．

研究成果

• [雑誌論文] Loss reduction of longitudinal-type leaky surface acoustic wave by loading with high-velocity thin film (2014)
  • 著者名/発表者名: F. Matsukura and S. Kakio
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: vol.53, no.7S 号: 7S ページ: 07KD04-07KD04
  • DOI: 10.7567/jjap.53.07kd04
  • NAID: 210000144230
  • 査読あり
• [雑誌論文] Loss reduction of longitudinal-type leaky surface acoustic wave by loading with high-velocity thin film (2014)
  • 著者名/発表者名: Fumiya Matsukura and Shoji Kakio
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 53
  • NAID: 210000144230
  • 査読あり
• [雑誌論文] Longitudinal-type leaky surface acoustic wave on LiNbO3 with high-velocity thin film (2013)
  • 著者名/発表者名: F. Matsukura, M. Uematsu, K. Hosaka, and S. Kakio
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: vol.52, no.7 号: 7S ページ: 07HD02-07HD02
  • DOI: 10.7567/jjap.52.07hd02
  • NAID: 210000142495
  • 査読あり
• [雑誌論文] Longitudinal-type leaky SAW on LiNbO3 with high-velocity thin film (2013)
  • 著者名/発表者名: F. Matsukura, M. Uematsu, K. Hosaka, and S. Kakio
  • 雑誌名: Proc. of 2013 Joint UFFC, EFTF, and PFM Symp 巻: 1692-1695
  • 査読あり
• [雑誌論文] Loss reduction of longitudinal-type leaky surface acoustic wave by reverse proton exchange (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Kakio and M. Abe
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: vol.51, no.7 号: 7S ページ: 07GC17-07GC17
  • DOI: 10.1143/jjap.51.07gc17
  • NAID: 210000140940
  • 査読あり
• [雑誌論文] Loss reduction of longitudinal-type leaky SAW by reverse proton exchange (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Kakio and M. Abe
  • 雑誌名: Proc. of 2012 IEEE International Ultrasonics Symp ページ: 1802-1805
  • NAID: 110008899853
  • 査読あり
• [学会発表] 高音速薄膜装荷による縦型漏洩弾性表面波の低損失化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松倉史弥, 垣尾省司
  • 学会等名: 圧電材料・デバイスシンポジウム2014
  • 発表場所: 仙台, 東北大(予稿集, F-3, pp.79-84)
  • 年月日: 2014-01-30
• [学会発表] Loss reduction of longitudinal-type leaky SAW by loading with high-velocity thin film (2013)
  • 著者名/発表者名: F. Matsukura and S. Kakio
  • 学会等名: The 34th Symposium on ULTRASONIC ELECTRONICS
  • 発表場所: Doshisha Univ., Kyoto(1P-3-8, pp.145-146)
  • 年月日: 2013-11-20
• [学会発表] 高音速薄膜装荷による縦型漏洩弾性表面波の低損失化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松倉史弥, 垣尾省司
  • 学会等名: 日本学術振興会弾性波技術第150委員会第133回研究会
  • 発表場所: 仙台, 仙台ガーデンパレス(資料, pp.19-24)
  • 年月日: 2013-10-03
• [学会発表] 高音速薄膜装荷による縦型漏洩弾性表面波の低損失化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松倉史弥, 植松真人, 保坂桂子, 垣尾省司
  • 学会等名: 日本音響学会2013年秋季研究発表会
  • 発表場所: 豊橋, 豊橋技術科学大(講演論文集, 1-4-19, pp.1171-1174)
  • 年月日: 2013-09-25
• [学会発表] 高音速薄膜装荷による縦型漏洩弾性表面波の低損失化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松倉史弥, 植松真人, 保坂桂子, 垣尾省司
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 京田辺, 同志社大(講演予稿集, 17p-A2-1, p.01-120)
  • 年月日: 2013-09-17
• [学会発表] 高音速薄膜装荷LiNbO3基板上の縦型漏洩弾性表面波 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松倉史弥, 植松真人, 保坂桂子, 垣尾省司
  • 学会等名: 第42回EMシンポジウム
  • 発表場所: 東京, 東京理科大学(pp.43-46)
  • 年月日: 2013-05-17
• [学会発表] 高音速薄膜装荷LiNbO3基板上の縦型漏洩弾性表面波 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松倉史弥, 植松真人, 保坂桂子, 垣尾省司
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学(29a-B5-5, p.01-139)
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] Loss reduction of longitudinal-type leaky SAW by reverse proton exchange (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Kakio and M. Abe
  • 学会等名: 2012 International Symposium on Acoustic Wave Devices for Future Mobile Communication Systems
  • 発表場所: Chiba University, Chiba(pp.131-135)
  • 年月日: 2012-12-07
• [学会発表] Loss reduction of longitudinal-type leaky SAW by reverse proton exchange–Dependence of recovery of piezoelectricity on fabrication conditions– (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Abe and S. Kakio
  • 学会等名: The 33th Symposium on ULTRASONIC ELECTRONICS
  • 発表場所: Chiba University, Chiba(2P3-6, pp.205-206)
  • 年月日: 2012-11-14
• [学会発表] 高音速薄膜装荷LiNbO3基板上の縦型漏洩弾性表面波 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松倉史弥, 植松真人, 保坂桂子, 垣尾省司
  • 学会等名: 日本音響学会2012年秋期研究発表会
  • 発表場所: 長野, 信州大学(2-5-8, pp.1365-1366)
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] 逆プロトン交換による縦型漏洩弾性表面波の低損失化―圧電性回復の作製条件依存性― (2012)
  • 著者名/発表者名: 阿部真也, 垣尾省司
  • 学会等名: 日本音響学会2012年秋期研究発表会
  • 発表場所: 長野, 信州大学(2-5-6, pp.1361-1362)
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] 逆プロトン交換による縦型漏洩弾性表面波の低損失化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 垣尾省司, 阿部真也
  • 学会等名: 日本学術振興会弾性波素子技術第150委員会第125回研究会
  • 発表場所: 東京, 弘済会館(pp.7-12)
  • 年月日: 2012-05-14
• [学会発表] アルミナ薄膜装荷LiNbO3基板上の縦型漏洩弾性表面波 (2012)
  • 著者名/発表者名: 垣尾省司, 植松真人, 保坂桂子
  • 学会等名: 2012年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 岡山大学(A-11-4, p.204)
  • 年月日: 2012-03-20
• [学会発表] 逆プロトン交換による縦型漏洩弾性表面波の低損失化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 垣尾省司, 阿部真也
  • 学会等名: 圧電材料・デバイスシンポジウム2012
  • 発表場所: 仙台, 東北大学(B-3, pp.23-28)
  • 年月日: 2012-01-30
• [学会発表] Longitudinal-type leaky SAW on LiNbO3 with high-velocity thin film (2012)
  • 著者名/発表者名: F. Matsukura, M. Uematsu, K. Hosaka, and S. Kakio
  • 学会等名: The 33th Symposium on ULTRASONIC ELECTRONICS
  • 発表場所: Chiba University, Chiba(2P3-5, pp.203-204)
• [学会発表] 逆プロトン交換による縦型漏洩弾性表面波の低損失化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 垣尾 省司，阿部 真也
  • 学会等名: 圧電材料・デバイスシンポジウム2012, B-3, pp.23-28
  • 発表場所: 仙台，東北大学
• [学会発表] Loss reduction of longitudinal-type leaky SAW by reverse proton exchange (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Abe and S. Kakio
  • 学会等名: The 32th Symposium on ULTRASONIC ELECTRONICS
  • 発表場所: Kyoto University, Kyoto(2Pb3-8, pp.227-228)
  • 年月日: 2011-11-09
• [学会発表] 逆プロトン交換による縦型漏洩弾性表面波の低損失化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 阿部真也, 垣尾省司
  • 学会等名: 電子情報通信学会超音波研究会
  • 発表場所: 甲府, 山梨大学(US2011-64, p.35-39)
  • 年月日: 2011-10-31
• [学会発表] 逆プロトン交換による縦型漏洩弾性表面波の低損失化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 阿部真也, 垣尾省司
  • 学会等名: 日本音響学会2011年秋期研究発表会
  • 発表場所: 松江, 島根大学(3-2-12)
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 逆プロトン交換LiNbO3基板上の縦型漏洩弾性表面波の伝搬特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 垣尾省司, 阿部真也, 清水秀徳
  • 学会等名: 第40回EMシンポジウム
  • 発表場所: 東京, 東京理科大学(pp.85-90)
  • 年月日: 2011-05-20
• [学会発表] 逆プロトン交換LiNbO3基板上の縦型漏洩弾性表面波の伝搬特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 垣尾 省司，阿部 真也，清水 秀徳
  • 学会等名: 第40回EMシンポジウム，pp.85-90.
  • 発表場所: 東京，東京理科大学
• [学会発表] 逆プロトン交換による縦型漏洩弾性表面波の低損失化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 阿部 真也，垣尾 省司
  • 学会等名: 日本音響学会2011年秋期研究発表会，3-2-12, p.1277-1278.
  • 発表場所: 松江，島根大学
• [学会発表] 逆プロトン交換による縦型漏洩弾性表面波の低損失化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 阿部 真也，垣尾 省司
  • 学会等名: 電子情報通信学会超音波研究会，US2011-64, p.35-39.
  • 発表場所: 甲府，山梨大学
• [学会発表] Loss reduction of longitudinal-type leaky SAW by reverse proton exchange (2011)
  • 著者名/発表者名: Masaya Abe and Shoji Kakio
  • 学会等名: The 31th Symposium on ULTRASONIC ELECTRONICS, 2Pb3-8, pp.227-228.
  • 発表場所: 京都，京都大学
• [学会発表] Longitudinal-type leaky SAW on LiNbO3 with high-velocity thin film
  • 著者名/発表者名: Fumiya Matsukura, Masato Uematsu, Keiko Hosaka, and Shoji Kakio
  • 学会等名: 2013 Joint UFFC, EFTF, and PFM Symposium
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
• [学会発表] 高音速薄膜装荷高音速薄膜装荷による縦型漏洩弾性表面波の低損失化
  • 著者名/発表者名: 松倉 史弥，植松 真人，保坂 桂子，垣尾 省司
  • 学会等名: 日本音響学会2013年秋季研究発表会
  • 発表場所: 豊橋，豊橋技術科学大
• [学会発表] 高音速薄膜装荷による縦型漏洩弾性表面波の低損失化
  • 著者名/発表者名: 松倉 史弥，垣尾 省司
  • 学会等名: 日本学術振興会 弾性波技術第150委員会 第133回研究会
  • 発表場所: 仙台，仙台ガーデンパレス
• [学会発表] Loss reduction of longitudinal-type leaky SAW by loading with high-velocity thin film
  • 著者名/発表者名: Fumiya Matsukura and Shoji Kakio
  • 学会等名: The 34th Symposium on ULTRASONIC ELECTRONICS
  • 発表場所: 京都，同志社大
• [学会発表] 高音速薄膜装荷による縦型漏洩弾性表面波の低損失化
  • 著者名/発表者名: 松倉 史弥，垣尾 省司
  • 学会等名: 圧電材料・デバイスシンポジウム2014
  • 発表場所: 仙台，東北大
• [学会発表] Electrooptic effect in reverse-proton-exchanged X-cut LiNbO3 waveguides
  • 著者名/発表者名: Y. Sakai and S. Kakio
  • 学会等名: Technical Digest of OECC2012, pp. 641-642
  • 発表場所: Busan, Korea
• [学会発表] Loss reduction of longitudinal-type leaky SAW by reverse proton exchange
  • 著者名/発表者名: S. Kakio and M. Abe
  • 学会等名: Proceeding of 2012 IEEE International Ultrasonics Symposium, P4H-9, pp.1802-1805
  • 発表場所: Dresden, Germany
• [学会発表] 逆プロトン交換による縦型漏洩弾性表面波の低損失化
  • 著者名/発表者名: 垣尾 省司，阿部 真也
  • 学会等名: 日本学術振興会弾性波素子技術第150委員会第125回研究会, pp.7-12
  • 発表場所: 東京，弘済会館
• [学会発表] 逆プロトン交換による縦型漏洩弾性表面波の低損失化 ―圧電性回復の作製条件依存性―
  • 著者名/発表者名: 阿部 真也，垣尾 省司
  • 学会等名: 日本音響学会2012年秋期研究発表会，2-5-6，pp.1361-1362
  • 発表場所: 長野，信州大学
• [学会発表] 逆プロトン交換X カットLiNbO3光導波路の圧電・電気光学特性
  • 著者名/発表者名: 酒井 香雄，垣尾 省司
  • 学会等名: 日本音響学会2012年秋期研究発表会，2-5-7，pp.1364-1365
  • 発表場所: 長野，信州大学
• [学会発表] Evaluation of piezoelectric and electrooptic properties in reverse-proton-exchanged X-cut LiNbO3 optical waveguides
  • 著者名/発表者名: Y. Sakai and S. Kakio
  • 学会等名: The 33th Symposium on ULTRASONIC ELECTRONICS, 3bP3-4, pp.455-456
  • 発表場所: Chiba University, Chiba
• [学会発表] Loss reduction of longitudinal-type leaky SAW by reverse proton exchange – Dependence of recovery of piezoelectricity on fabrication conditions –
  • 著者名/発表者名: M. Abe and S. Kakio
  • 学会等名: The 33th Symposium on ULTRASONIC ELECTRONICS, 2P3-6, pp.205-206
  • 発表場所: Chiba University, Chiba
• [学会発表] Loss reduction of longitudinal-type leaky SAW by reverse proton exchange
  • 著者名/発表者名: S. Kakio and M. Abe
  • 学会等名: 2012 International Symposium on Acoustic Wave Devices for Future Mobile Communication Systems,pp.131-135
  • 発表場所: Chiba University, Chiba
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.ccn.yamanashi.ac.jp/~kakio/
• [備考] 山梨大学 垣尾研究室
  • URL: http://www.ccn.yamanashi.ac.jp/~kakio/
• [備考] 本研究内容、研究成果を以下のURLで公開している。
  • URL: http://pine.ese.yamanashi.ac.jp/~kakio/