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; 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。

在使用Shoden薄膜实现散装波线的传感器时，今年，我们专注于对应答器部分的模拟和传感器的整体配置。此外，我们还研究了GHz频带中的第一阶段滤波器，该滤镜非常宽带，因此可以在建议的系统中使用。考试的具体结果如下。首先，在应答器部分上进行了详细的数值模拟，并且可以证实，即使用作ZnO作为压电薄膜，在3GHz频段中也可以达到约3％的频率，这取决于电极结构。使用PZT可以使更大的频率偏差，但是今年我们尝试使用具有良好可加工性的ZnO薄膜构建传感器。关于传感器配置，我们通过张紧方法研究了多层膜结构的实现。但是，由于粘合剂层中的阻抗不匹配，该方法已被证实是无效的，从而导致大量反射。当前，我们正在继续考虑使用溅射方法构建传感器。在考虑应答器配置时，我们专注于实现超宽带RF过滤器，这对于系统配置被认为是必不可少的。结果，我们成功地创建了一个结合铜电极和15°YX-linbo_3底物的结构的原型滤波器，使用爱波波，以达到20％的3DB比率带宽。使用这些结果，我们正在继续研究一个高频处理单元，即使将PZT薄膜用作应答器，该单元即使可以充分遵循。