圧電薄膜を利用したバルク波ワイヤレスセンサに関する研究

压电薄膜体波无线传感器的研究

• 批准号: 14750254
• 负责人: 大森 達也
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750254/
• 关键词: ワイヤレス; パッシブセンサ; SAW; BAW; 圧電薄膜; バルク波; PZT; ワイヤレスセンサ; ゾル-ゲル法; 銅

庄電薄膜を利用したバルク波ワイヤレネセンサの実現にあたり、本年度は、トランスポンダ部のシミュレーションおよびセンサの全体構成方法を中心として検討を行なった。更に、本提案システムでも使用可能なほど超広帯域なGHz帯における初段フィルタの検討も併せて行なった。具体的な検討結果は以下に示す通りである。まず、トランスポンダ部について詳細な数値シミユレーションを行なったところ、電極構造にもよるが、圧電薄膜としてZnOを利用した場合でも3GHz帯において、3%程度の周波数偏移が実現可能であることを確認した。PZTを用いれば更に大きな周波数偏移を実現できるが、本年度は加工性の良いZnO薄膜を用いてセンサの構成を試みた。センサ構成については、張合わせ法による多層膜構造の実現を検討した。しかし、この方法では接着層でのインピーダンス不整合による反射が大きく、実用的でないことが確認された。現在引き続きスパッタ法によるセンサ構築を検討している。トランスポンダ構成の検討にあたっては、システム構成上、必要不可欠と考えられる超広帯域なRFフィルタの実現を中心として検討を行なった。その結果、銅電極と15°YX-LiNbO_3基板を組合わせた構造で、Love波を利用することにより、3dB比帯域幅が20%に達するようなフィルタの試作に成功した。これらの結果を利用し、トランスポンダにPZT薄膜を利用した場合でも十分に追従できる高周波処理部の検討を引き続き行なっている。

This year, the company will focus on the development and implementation of the new technology. In addition, the proposed system uses a variety of possible bandwidth and GHz bandwidth applications. The specific results of the investigation are shown below. It is confirmed that the frequency shift of 3% is possible when the voltage thin film is used in the electrode structure. PZT thin films have been tested for their high cycle number shift and good processability this year The realization of multilayer film structure is discussed in this paper. This method is based on the following: Now we're going to have a discussion on how to do this. The structure of the radio frequency spectrum is discussed in detail. The results show that the copper electrode and 15°YX-LiNbO_3 substrate are combined to form a structure, and the Love wave is utilized to achieve a 3dB bandwidth of 20%. As a result, PZT thin films are used in high frequency processing.

项目成果

小澤寛司他: "電子線直接露光法によるSAWデバイス作製に関する基礎的検討"第31回EMシンポジウム予稿集. 131-136 (2002)

Hiroshi Ozawa 等人：“使用电子束直接曝光方法制造 SAW 器件的基础研究”第 31 届 EM 研讨会论文集 131-136 (2002)。

R.Nakagomi et al.: "Single-phase unidirectional surface acoustic wave transduer using Cu electrode."Jpn.J.Appl.Phys. 42part1,5B. 3152-3156 (2003)

R.Nakagomi 等人：“使用 Cu 电极的单相单向表面声波传感器。”Jpn.J.Appl.Phys。

S.Nakagomi et al.: "Single-Phase Unidirectional SAW Transducer Using Cu Electrode"Jpn. J. Appl. Phys.. (印刷中). (2003)

S. Nakagomi 等人：“使用铜电极的单相单向 SAW 换能器”J. Appl.（出版中）。

K.Hashimoto et al.: "Design consideration of wideband longitudinaly-coupled double-mode SAW filters."Proc.IEEE Ultrason.Symp.. 153-157 (2003)

K.Hashimoto 等人：“宽带纵向耦合双模 SAW 滤波器的设计考虑。”Proc.IEEE Ultrason.Symp.. 153-157 (2003)

T.Omori et al.: "SAW reflection characteristics of Cu electrodes and their application to SAW IF devices"2002 IEEE Ultrasonics Symposium Proc.. (印刷中). (2003)

T.Omori 等人：“Cu 电极的 SAW 反射特性及其在 SAW IF 器件中的应用”2002 IEEE 超声波研讨会论文集（2003 年出版）。