Development of oxide meta-conductor for low transmission loss in 6G devices

开发氧化物元导体以降低 6G 设备的传输损耗

• 批准号: 22H01787
• 负责人: 鶴田 彰宏
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01787/
• 关键词: 6G; 導電性酸化物; 磁性酸化物; PLD法; 微細構造制御; メタコンダクター; 高周波; 導体; 室温磁性酸化物

Beyond 5Gや6Gなどの次世代通信システムにおける導体損失の低減に向け、内部の電磁現象の作用により高周波導電率が向上するメタコンダクターを耐環境性に優れた酸化物で実現することを目的として、本研究では導電性酸化物材料と室温磁性酸化物材料が複合化された酸化物メタコンダクターの開発を行っている。2023年度は、パルスレーザー堆積（PLD）法を用いて石英基板上への導電性酸化物材料及び室温磁性酸化物材料それぞれの成膜を実施し、基板材料との化学反応及び異相形成を抑制した各材料の単相成膜条件を探索した。また、単層成膜時の最適条件が異なる各材料の連続積層成膜に向け、同条件で各層が単相成膜可能な条件を探索し、結果として石英基板上に導電性酸化物材料及び室温磁性酸化物材料が100nmピッチで複数層積層した最も単純なメタコンダクター構造を実現した。各材料及び積層膜の成膜は、高周波測定に適した膜形状のパターニング成膜を実施している。また、これらの研究過程において、各材料の成膜膜厚に依存する結晶配向性の変化等の知見が得られている。作製した膜の高周波導電率測定を随時実施したが、メタコンダクターの動作は確認できていない。原因としては、平衡型円板共振器法（BCDR）の測定可能域と導電性酸化物の導電率域に差異があることや、膜形状に依存した共振周波数（導電率算出可能周波数）が局所的に生じるメタコンダクター動作周波数に対応できていないことが考えられる。

为了减少Beyond 5G和6G等下一代通信系统中的导体损耗，我们的目标是使用具有优异耐环境性的氧化物来创建超导体，该超导体由于内部电磁现象的作用而提高了高频电导率。 ，我们正在开发一种氧化物超导体，它是导电氧化物材料和室温磁性氧化物材料的复合材料。 2023财年，我们利用脉冲激光沉积（PLD）在石英基板上形成导电氧化物材料和室温磁性氧化物材料的薄膜，抑制与基板材料的化学反应和不同相的形成，我们探索了单相成膜。每种材料的条件。此外，我们还寻找了在相同条件下各层可以形成单相膜的条件，以期在不同的单层成膜最佳条件下连续形成各材料的多层膜，并结果，我们发现导电氧化物材料并实现了最简单的超导体结构，其中多层室温磁性氧化物材料以100 nm的间距堆叠。每种材料和层压膜均通过图案化形成适合高频测量的膜形状。此外，在这些研究过程中，还获得了诸如晶体取向随每种材料的膜厚度而变化的知识。有时会对所制造的薄膜进行高频电导率测量，但无法证实超导体的运行情况。其原因是平衡圆盘谐振器法（BCDR）的可测量范围与导电氧化物的电导率范围之间存在差异，并且依赖于膜形状的谐振频率（可以计算电导率的频率）是局域化的。这可能是由于无法应对超导体的工作频率而发生的。