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。

为了减少下一代通信系统（例如5G和6G）中的导体损失，这项研究开发了一种氧化元掌能，其中导电氧化物材料和室温磁性氧化物材料与具有良好环境阻力的氧化物结合在一起，具有良好的环境耐药性，具有导电性氧化物材料和室温氧化物磁性磁性材料，以减少下一代通信系统中导体损失。在2023财年，使用脉冲激光沉积（PLD）方法在石英底物上进行了导电氧化物材料和室温磁氧化物材料的膜形成，并搜索了每种材料的单相膜形成条件，这些材料抑制了与不同阶段的底物材料和形成不同阶段的化学反应。此外，在单层形成期间，在搜索相同条件下，在单相过程中可以在单相中形成各种最佳条件的各种材料的连续层压膜形成，因此，在单相中搜索了单相，因此，在100 nm py pert a quarttas on quarttate上层压了多种导电氧化物材料和室温氧化物的最简单的元件结构，其中多种导电氧化物材料和室温磁氧化物在100 nm pypertation inm pert。每种材料的膜形成和层压膜的形成是通过对适合高频测量的薄膜形状进行图案进行的。此外，在这些研究过程中，已经获得了知识，例如晶体取向的变化，具体取决于每种材料的膜沉积厚度。尽管在任何时候都对制备的膜进行了高频电导率测量，但尚未确认掌导体的操作。原因可能是，平衡圆盘谐振法（BCDR）的可测量范围与导电氧化导电率范围之间存在差异，而依赖于膜形状的谐振频率（用于计算电导率的频率）的谐振频率（用于计算电导率的频率）无法与局部发生的掌控器工作频率一起容纳。