| 研究課題/領域番号 |
18360007
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
干川 圭吾 信州大学, 教育学部, 教授 (10231573)
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| 研究分担者 |
番場 教子 信州大学, 工学部, 准教授 (90303445)
太子 敏則 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (90397307)
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| キーワード | ニオブ酸カリュウム(KN)単結晶 / 垂直ブリッジマン(VB)法 / 分域制御 / 相転移点制御 / 電気機械結合係数 / ウエハ加工 |
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| 研究概要 |
本研究では、UWB無線システム用広比帯域フィルタ材料としての応用を想定し、従来高い電気一機械結合係数(最大で53%と推定されている)を有する圧電材料であるニオブ酸カリウム(KNbO_3:KNとする)単結晶の育成技術の確立と特性評価さらに組成制御、不純物添加などによる特性改善を目的に2年計画で研究を進めた。本研究における主な課題は、(1)KN単結晶の育成は、垂直ブリッジマン(VB)法に着目し、VB法KN単結晶の基本育成技術、大形化技術およびKNウエハ加工技術の検討、(2)高い電気機械結合係数を安定に得るための分域制御技術と相転移点制御技術に関する基礎研究である。
本研究によって得られた主な知見と成果は以下である。
(1)VB法によるKN単結晶育成およびKNウエハ加工の検討では、まずVB法結晶育成炉を導入し、KN単結晶を育成するために最適な原料組成とその育成工程を確立し、直径1インチKN単結晶育成に成功した。また、直径2インチKN単結晶育成に関する知見を得た。さらに、KN結晶の加工(切断・研磨)に関する知見と基本技術を確立した。
(2)KN単結晶の分域制御、電気的特性の評価・解析の検討では、分域制御技術について基礎データと新しい知見を得た。また、相転移点近傍の電気機械結合係数にっいて基礎的データを得た。さらに、不純物添加による相転移点制御に関する新しい知見を得た。
本研究開発に関する今後の課題は、(1)直径2インチKN単結晶育成技術確立と高品質化、(2)KN単結晶の相転移点の高温化、(3)KN単結晶の単分域化技術の確立などが挙げられる。
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