バルク波フリー漏えい弾性表面波の探索と高周波・低損失フィルタへの応用

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12750263
• Research Institution: University of Yamanashi
• Principal Investigator: 垣尾 省司 山梨大学, 工学部, 助手 (70242617)
• Keywords: 漏えい弾性表面波 / バルク波 / 伝搬減衰 / 低損失フィルタ / 誘電体薄膜 / ランガサイト / 水晶

Research Abstract

漏えい弾性表面波(Leaky SAW : LSAW)とその高次モードである第2LSAWは,通常のSAWよりも電気⇔表面波の変換効率が高い,音速が速い,温度特性が良いなどの特徴を持ち,SAWフィルタの高周波化,広帯域化,高安定化に有効であるが,その励振・伝搬の際,バルク波を放射するため損失が大きい.本研究では,『波動は速度の遅い領域へ向かおうとする』という性質を利用して,これらのバルク波放射が共にゼロとなるLSAW,すなわち『バルク波フリーLSAW』を実現させることを目的としている.本年度の研究実績を以下に示す.
ランガサイト基板への適用:昨年度に引き続き,温度度特性に優れた基板として最近注目されているランガサイト基板上のLSAW伝搬減衰の低減を検討した.五酸化タンタル薄膜をオイラー角(0゜,140゜,67゜),および(0゜,140゜,42゜)のランガサイト基板に形成することにより,LSAWの伝搬損失が約1/10〜1/3に低減することを明らかにした.また,オイラー角(0゜,40゜,0゜)の第2LSAWの伝搬減衰が,薄膜装荷により比較的大きく減少することを理論的に示した
水晶基板への適用:誘電体薄膜装荷によるLSAW伝搬減衰の低減を水晶基板に適用した.五酸化タンタル薄膜を基板上に形成することにより,基板のある範囲のカット角においては,LSAWの伝搬減衰を低減できることを理論的に示した.また,実際に五酸化タンタル薄膜をオイラー角(0゜,128゜,33゜)の水晶基板に形成することにより,LSAWの伝搬損失が約1/2に低減することを示した.これは,LSAWの位相速度が基板のバルク波速度よりも遅くなるために,LSAWが無損失のラブ波型表面波になっていることに起因することを示した.
今後は,これらの成果を踏まえて次世代通信デバイス用低損失フィルタを検討したい.

Research Products

• [Publications] Shoji Kakio: "Second Leaky Surface Wave Propagation on LiTaO_3 with Thin Dielectric Films"Proceedings of 2000 IEEE Ultrasonics Symposium. 321-324 (2001)
• [Publications] Shoji Kakio: "Leaky Surface Acoustic Waves on Langasite with Thin Dielectric Films"Abstract of 2001 IEEE Ultrasonics Symposium. P2F-3. 188 (2001)
• [Publications] Shoji Kakio: "Leaky Surface Acoustic Waves on Langasite with Thin Dielectric Films"accepted for publication in Jpn. J. Appl. Phys. (2002)
• [Publications] 垣尾省司: "誘電体薄膜装荷によるLSAW伝搬減衰の制御"2001年春季日本音響学会研究発表会講演論文集. 1-1-19. 915-916 (2001)
• [Publications] 垣尾省司: "誘電体薄膜を装荷したランガサイト基板上のLSAW伝搬特性"2001年秋季日本音響学会研究発表会講演論文集. 1-8-1. 1051-1052 (2001)
• [Publications] 垣尾省司: "Ta_2O_5薄膜を装荷した水晶基板上のSH型表面波伝搬特性"2002年春季日本音響学会研究発表会講演論文集,発表予定. (2002)