弾性波エネルギートラッピングを利用した高結合・高安定のラブ波型弾性表面波基板

利用弹性波能量捕获的高耦合、高稳定性Love波型声表面波基底

• 批准号: 15760218
• 负责人: 垣尾 省司
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: University of Yamanashi
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760218/
• 关键词: 弾性表面波; 結合係数; 遅延時間温度係数; ラブ波; 高密度薄膜; 共振器

本研究では,水晶と同等の優れた温度安定性を有するランガサイト(LGS)基板上のラブ波型弾性表面波に対して,高密度薄膜装荷による弾性波エネルギートラッピングを利用することにより,高結合・高安定・低損失のラブ波基板構造を実現することを目的としている.昨年度は,高密度薄膜としてアモルファスTa_2O_5薄膜,または金薄膜(Au)を用いると,最大で1%の結合係数とゼロ温度特性が同時に得られることを見出した.本年度は「低損失化」と「共振器への応用」について成果を得たので以下に示す.1.ラブ波の低損失化高結合化と高安定化が可能な第2オイラー角θ=0°,10°,20°((0°,θ,90°))のLGS基板上のラブ波の伝搬損失とバルク波放射損失を実験的に求めた.θ=20°の場合の伝搬損失は,アモルファスTa_2O_5薄膜のある膜厚において最小値を示した.一方,θ=0°,10°の場合では,Au装荷,Ta_2O_5/Al装荷の有る無しにかかわらず,0.01dB/λ以下の比較的小さい伝搬損失を有していることを明らかにした.また,θ=20°の場合のバルク波放射損失はTa_2O_5薄膜を装荷することによって,装荷なしの10dBから1dB以下の値まで減少すること,θ=0°,10°の場合では薄膜装荷によるバルク波放射の抑圧効果は小さいことがわかった.これらの結果から,θ=20°では,その伝搬波は表面に沿って伝搬するバルク波が主体であり,θ=0〜10°では損失の小さいラブ波が主体であることを明らかにした.2.共振器への応用これまでの成果を踏まえ,Au電極とθ=0°,10°のLGS基板を組み合わせた共振器を設計,作製し,その特性を評価した.波長20μm,ダブルIDT対数75,交叉幅1mm,反射器本数90のとき,約30dBのアドミタンス比,約1500のQ値,0.003の容量比,-65°〜85°の位相を有しており,STカット水晶の場合と比較して極めて良好な共振特性と位相特性を有することを明らかにした.以上の成果より,本研究で見出したラブ波LGS基板構造を利用することにより,ゼロ温度特性を有する発振器や広帯域共振器型フィルタの実現が期待できる.

This study で は, crystal と equally の optimal れ た temperature stability を have す る ラ ン ガ サ イ ト (LGS) substrate の ラ ブ wave type 弾 sex surface wave に し seaborne て, high density film with lotus に よ る 弾 sex wave エ ネ ル ギ ー ト ラ ッ ピ ン グ を using す る こ と に よ り, combined with high, high stability, low loss の ラ ブ base plate tectonic を be presently す る こ と を purpose と し て Youdaoplaceholder0 る. Annual は yesterday, high density film と し て ア モ ル フ ァ ス Ta_2O_5 film, ま た は gold film (Au) を い る と, 1% maximum で の combination coefficient と ゼ ロ temperature characteristic が while に ら れ る こ と を shows し た. Losses this year は "low" と "resonator へ の 応 with" に つ い を て achievements have た の に under で す. 1. ラ ブ wave の low loss change high combining と high stabilization が may な 2 オ イ ラ ー Angle theta = 0 °, 10 °, 20 ° ((0 °, theta, 90 °)) の LGS substrate の ラ ブ wave の 伝 move loss と バ ル ク wave radiation loss を be 験 に o め た. Theta = 20 ° の occasions の 伝 move は loss, ア モ ル フ ァ ス Ta_2O_5 film の あ る film thickness に お い て minimum numerical を shown し た. Side, theta = 0 °, 10 ° の occasions で は, loading, Au Ta_2O_5 / Al with lotus の is る not し に か か わ ら ず, below 0.01 dB/lambda の is little さ い 伝 move loss を し て い る こ と を Ming ら か に し た. ま た, theta = 20 ° の occasions の バ ル ク wave radiation loss は Ta_2O_5 film を loaded lotus す る こ と に よ っ て, lotus な し の 10 db か ら 1 db on the following の numerical ま で reduce す る こ と, theta = 0 °, 10 ° の occasions で は film with lotus に よ る バ ル ク wave radiation の 圧 suppression unseen small fruit は さ い こ と が わ か っ た. こ れ ら の results か ら, theta = 20 ° で は, そ の 伝 moving surface wave は に along っ て 伝 move す る バ ル ク wave が subject で あ り, theta = 0 ~ 10 ° で は losses small の さ い ラ ブ wave が subject で あ る こ と を Ming ら か に し た. 2. Resonator へ の 応 with こ れ ま で の results を tread ま え, Au electrode と theta = 0 °, 10 ° の LGS substrate を group み close わ せ た resonator を design, make し, そ の features を review 価 し た. Wavelength 20 microns, ダ ブ ル IDT number 75, seaborne cross 1 mm, reflector book 90 の と き, about 30 db の ア ド ミ タ ン ス than, about 1500 の Q numerical の capacity than 0.003, - 65 ° ~ 85 ° の phase を have し て お り, ST カ ッ ト crystal の occasions と compare し て extremely め て good な resonance characteristic を have す と phase characteristics Youdaoplaceholder0 に とを Ming ら に に た. All above の よ り, this study で shows し た ラ ブ LGS base plate tectonic を using す る こ と に よ り, ゼ ロ temperature characteristic を have す る 発 oscillator や hiroo 帯 domain specific resonance フ ィ ル タ の be が now expect で き る.

项目成果

Propagation characteristics ofshear-horizontal-type surface acoustic wave on langasite with Au or Ta_2O_5 thin film

剪切水平型声表面波在Au或Ta_2O_5薄膜硅锰矿上的传播特性

• 发表时间: 2005
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics 44・6B
• 作者: K.Hirama;Y.Nakagawea;Y.Nakagawa;中川恭彦;S.Kakio;S.Kakio
• 通讯作者: S.Kakio

Shoji Kakio, Masaya Nozawa, Yasuhiko Nakagawa: "Shear-Horizontal-Type Surface Acoustic Wave on Langasite with Au or Ta_2O_5 Thin Film"Proceedings of IEEE 2003 Utrasonics Symposium. 1808-1811 (2003)

Shoji Kakio、Masaya Nozawa、Yasuhiko Nakakawa：“Shear-Horizo​​ntal-Type Surface Acoustic Wave on Langasite with Au or Ta_2O_5 Thin Film”IEEE 2003 超声波研讨会论文集。

High Coupling and High Stable Shear-Horizontal-Type Surface Acoustic Wave on Langasite with Au or Ta_2O_5 Thin Film

Au或Ta_2O_5薄膜硅锰矿上的高耦合高稳定剪切水平型表面声波

• 发表时间: 2004
• 期刊: Jpn.J.Appl.Phys. Vol.43, No.5B
• 作者: Shoji Kakio;Masaya Nozawa;Yasuhiko Nakagawa
• 通讯作者: Yasuhiko Nakagawa

垣尾省司, 野沢允也, 中川恭彦: "薄膜装荷ランガサイト基板上の高結合・高安定ラブ波型SH波"電子情報通信学会超音波研究会技術研究報告. US2003-47. 13-18 (2003)

Shoji Kakio、Masaya Nozawa、Yasuhiko Nakakawa：“薄膜负载硅酸镁基片上的高耦合和高稳定性拉夫波型SH波”电子、信息和通信工程师研究所超声研究组的技术研究报告US2003-。 47. 13-18 (2003)

Shoji Kakio, Yuichiro Shimatai, Yasuhiko Nakagawa: "Shear-Horizontal-Type Surface Acoustic Waves on Quartz with Ta_2O_5 Thin Film"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.42, No.5B. 3161-3165 (2003)

Shoji Kakio、Yuichiro Shimatai、Yasuhiko Nakakawa：“带有 Ta_2O_5 薄膜的石英上的剪切水平型表面声波”Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.42，No.5B。