マイクロ波ミリ波領域における複素電気伝導度スペクトロスコピー

微波和毫米波区域的复电导谱

• 批准号: 01J05578
• 负责人: 井上 亮太郎
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J05578/
• 关键词: マイクロ波ミリ波; 複素電気伝導度; 空洞共振器摂動法

本研究はマイクロ波ミリ波領域における複素電気伝導度の連続的かつ高精度な測定を目的とし、空洞共振器摂動法の再定式化とベクトルネットワークアナライザ(VNA)を用いた複素反射率測定の測定システム開発を目指した。平成14年度は、平成13年度に引き続き空洞共振器摂動法による複素電気伝導度測定手法の完成と、開放端同軸共振器による薄膜試料の新しい測定手法の開発に従事した。空洞共振器摂動法は微小な試料の挿入によって引き起こされる空洞共振器の共振特性の変化を測定する方法であり、この周波数領域における複素電気伝導度測定としては最も測定精度が高いが、測定データの解析方法がまだ未熟でその潜在力を十分に利用できていない。また開放端同軸共振器による薄膜測定は同軸共振器に薄膜試料を押し当てて共振特性の変化を測定する方法であり、共振器と試料の接触方法が難しいが、成功すれば薄膜試料の簡便な非破壊測定が可能になる。またこの問題は、VNAによる複素反射率測定における最大の技術的な問題である同軸ケーブルの終端方法と本質的に同じである。その結果、次のような成果をあげることができた。1.寒剤非接触型超伝導空洞共振器を用いた超高精度高安定の測定システムを開発した。現在ケーススタディを行っている。2.散乱問題を空洞共振器摂動法に応用する手法の定式化に成功し、解析方法によって決まる空洞共振器摂動法のダイナミックレンジ及び測定精度の問題を完全な形で解決した。3.同様にして散乱問題を同軸共振器による薄膜測定にも応用し、室温における誘電率測定システムを試作した。現在ケーススタディを行っている。現在これらの成果について学術論文に投稿する準備を進めている。今後さらに同軸共振器と試料の接触技術を応用することでVNAを用いた周波数掃引の可能な測定システムを開発していくことを考えている。

This study aims at the development of high precision measurement of complex electrical conductivity in the field of microwave, reformulation of cavity resonator method and application of complex reflectance measurement in VNA. Development of a new method for measuring the conductivity of thin film samples using open-ended coaxial resonators The method of measuring the resonance characteristics of cavity resonator by "dynamic method" of small sample is introduced into the cavity resonator. The method of measuring the conductivity of complex element in the frequency domain is highly accurate. The analytical method of measuring cavity resonator is very useful for the potential force of unripe cavity resonator. The method for measuring the resonance characteristics of thin film samples with coaxial resonators with open ends is difficult and successful. The problem of VNA complex reflectance measurement is the biggest technical problem of coaxial termination method. The result of the game, the result of the game. 1. The application of cold non-contact superconducting cavity resonator with ultra-high precision and high stability has been developed. Now she's in the middle of something. 2. The problem of scattering is solved completely by formalizing the method of cavity resonator dynamic method and solving the problem of cavity resonator dynamic method. 3. For the same purpose, the coaxial resonator is used for the measurement of permittivity at room temperature. Now she's in the middle of something. Now, the results of the academic papers are ready for submission. In the future, coaxial resonators and sample contact techniques will be used to determine the frequency sweep of VNA samples.

项目成果

R.Inoue, H.Kitano, A.Maeda: "Double-Sphere Model in the Enclosed Cavity Perturbation Technique"Journal of Applied Physics. 3月号. (2003)

R. Inoue、H. Kitano、A. Maeda：“封闭腔微扰技术中的双球模型”《应用物理学杂志》三月号（2003 年）。

R.Inoue, H.Kitano, A.Maeda: "The Inverse Analysis of the Enclosed Cavity Perturbation Technique"Physics B. (2003)

R.Inoue、H.Kitano、A.Maeda：“封闭腔微扰技术的逆分析”物理学 B. (2003)