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

• 研究課題/領域番号: 25870042
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: ナノマイクロシステム; 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 原 基揚 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00417966)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 圧電薄膜共振子 / 電極 / 薄膜

研究成果の概要

圧電薄膜共振子(FBAR)は基板上に作製可能な薄膜の体積弾性波(BAW)素子であり、水晶振動子のようなバルクのBAW素子と異なり、電極の膜厚や材質によって共振特性を制御することができる。従来のFBARの開発では、広帯域フィルタへの応用を想定し、結合係数を最大化する設計が行われるが、本研究では、低位相雑音なクロック素子の開発を想定し、Q値に特化した最適化を世界に先駆けて検討した。
Q値の最大化にあたり、分布定数回路を用いた共振特性計算プログラムを独自に開発し、これにより、有限要素法と比し、幾何変数の連続的な取り扱いと、高速な計算処理および網羅的な材料の探索が可能となった。

研究成果

• [学会発表] Q-enhancement with electrode materials in the FBAR for timing devices (2014)
  • 著者名/発表者名: Motoaki Hara
  • 学会等名: IEEE International Ultrasonic Symposium 2014
  • 発表場所: シカゴ、アメリカ合衆国
  • 年月日: 2014-09-03 – 2014-09-06
• [学会発表] INVESTIGATION OF DOMINANT FACTORS TO CONTROL C-AXIS TILT ANGLE OF ALN THIN FILMS FOR EFFICIENT ENERGY HARVESTING (2014)
  • 著者名/発表者名: Q. Wang, H. Oguchi, M. Hara, H. Kuwano
  • 学会等名: IEEE International conference on micro electromechanical systems
  • 発表場所: サンフランシスコ、USA
• [学会発表] Oscillator-based strain gauges employing surface acoustic wave resonators for wireless sensor network (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Konno, M. Hara, H. Kuwano
  • 学会等名: IEEE International Ultrasonic Symposium 2013
  • 発表場所: プラハ、チェコ共和国