2001 Fiscal Year Annual Research Report
チューナブル電磁波素子のための酸化物誘電体/超伝導体/磁性体・積層構造の作製
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12650685
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| Research Institution | Kinki University |
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Principal Investigator |
本津 茂樹 近畿大学, 生物理工学部, 教授 (40157102)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石井 順也 近畿大学, 生物理工学部, 教授 (80088351)
西川 博昭 近畿大学, 生物理工学部, 助手 (50309267)
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| Keywords | 超伝導フィルタ / チューナブル素子 / ペロブスカイト型酸化物 / 移動体通信 / 表面抵抗 |
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| Research Abstract |
本研究は通信用フィルタを念頭に置き、超伝導体/誘電体/磁性体の三層積層構造の超伝導チューナブル素子を作製し、外部からの電界・磁界を印加することで大きなチューナビリティをもつチューナブル素子を開発することを目的として行ったものである。
12年度では超伝導体にYBa_2Cu_3O_<7-y>(YBCO)、誘電体にBa_<0.05>Sr_<0.95>TiO_3(BSTO)、磁性体Pr_<0.85>Ca_<0.15>MnO_3(PCMO)を用い、YBCO/BSTO/PCMO三層構造の半波長一段コプレーナ型共振器を作製し、磁界と電界印加に伴う共振周波数の変化を観測した。その結果、7GHzの中心周波数に対し、電界の印加で約1.5MHz、磁界の印加において約2.1MHzの中心周波数の変化を観測した。しかしながら、これらのチューナビリテイは電磁界シミュレーションより予測された値に比べて小さく、素子構成薄膜材料の高品質化と素子構造の検討が課題として残された。
13年度は薄膜作製条件の最適化、および素子作製の加工精度を向上させるために光リソグラフィー技術を導入することにより、1200ものQ値をもつYBCO/BSTO/PCMO構造の共振器の作製に成功し、この共振器は電界の印加に対し7.5MHz(チューナビリテイ;約0.1%)、磁界の印加に対し20MHz(チューナビリティ;約0.25%)の中心周波数の変化を示し、電界・磁界の同時印加に対して0.35%のチューナビリティを達成した。これらの値は素子の微調には有効であった。電界・磁界同時印加に対する特性インピーダンス一定の効果はチューナビリティが小さかったため、明確に測定することができなかった。また、次世代の通信システムとして注目されている、ソフトウェア無線システムに対応できるチューナブルフィルタとしてメカニカルおよび静磁波チューナブルフィルタを提案し、本研究で得られた技術を導入することにより、20%を越える大きなチューナビリティを得ることに成功した。
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[Publications] 本津茂樹: "Electrically and Magnetically Tunable Superconducting Microwave Filter Based on All Oxide Superconductor/Ferroelect Hc/Ferromagnetic Heterostructures"Proceedings of Progress in Electromagnetic Research Symposium. 462 (2001)
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[Publications] 本津茂樹: "Preparation of Superconducting Magnetostatic Wave(MSW) Devices Consisting of High-Tc Superconductor(HTS)/Perovskite-type Manganite Heterostructures"Jpn. Journal of Applied Physics. Vol.40・10B. 1100-1102 (2001)
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[Publications] 本津茂樹: "Mechanically Tanable High-Temperature Superconducting Microwave Filter with Large Shift of Resonont Freguency"Jpn. Journal of Applied Physics. Vol.40.11A. 1148-1150 (2001)
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[Publications] 寺籠正史: "Superconducting magnetostatic wave devices using HTS/Perovskite type manganite PCMO hiterostructure"Super conductor Science and Technology. Vol.14・12. 1140-1143 (2001)
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[Publications] 西川博昭: "Preparation of directly stacked YBa_2Cu_3O_<7-S>/Oxide magnetic material thin films on Al_2O_3(0001) substrate"Superconductor Science and Technology. Vol.15.1. 170-173 (2002)
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[Publications] 峯 成伸: "Characteristics of Mechanically Tunable Superconductor Resonators"Superconductor Science and Technology. Vol.15.2(未定). (2002)
