Development of low-damping piezoelectric material suitable for acoustic wave devices for next-generation communication 6G

开发适用于下一代通信6G声波器件的低阻尼压电材料

基本信息

批准号：
22K18786
负责人：
大橋雄二
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、圧電基板として利用されるLiNbO3 (LN)、LiTaO3(LT)単結晶中に存在する結晶欠陥と吸収損失の関係を明らかにし、吸収減衰による損失改善を目指すことを目的としている。本年度はまずLN、LT単結晶の1-20GHz帯減衰係数測定を実現するために、20GHzまで対応するベクトルネットワークアナライザを購入し、高周波計測対応のプローバーと組み合わせて、装置のキャリブレーション法も含めて検討し、高周波帯の計測基盤を構築した。プローバーとキャリブレーション用パターンの接触具合やプローバーの浮遊容量等の補正パラメータの調整等、6GHzを超える周波数帯での計測の難易度は高くなるため、そのノウハウも構築した。また、6GHzを超える高周波での超音波励振を実現するため圧電基板の分極方向を反転させた直接接合圧電薄板のトランスジューサについても検討した。縦波を励振するための圧電単結晶基板として36Y-cutのLN基板を取り上げた。LNの分極の向きはc軸方向であるため回転Y板で分極反転構造を作製するにはc軸方向がジグザグになるように配置することになる。基板の接合方法としては、オプティカルコンタクト法よりも強固な接合となるように表面活性化による常温接合を利用する方向で準備を整えた。また、分極反転接合基板を被測定試料に接合するところは、トランスジューサの下地電極と接着層を併用できる金属拡散を利用した接合で実施することとし、その予備実験には成功している。以上から、高周波での伝搬減衰計測のための準備がおおよそ整った。

这项研究旨在阐明Linbo3（LN）和Litao3（LT）单晶中存在的晶体缺陷和吸收损失之间的关系，并旨在改善由于吸收和衰减而引起的损失。今年，为了实现LN和LT单晶的1-20GHz阻尼系数的测量，我们首先购买了一个矢量网络分析仪，该矢量网络分析仪可达到20GHz，并结合一个支持高频测量的Prober，我们还考虑了该设备的校准方法，并构建了高且高速验证的平台。由于更难实现6GHz以上的频段的测量值，例如调整校正参数，例如前专家的接触水平和校准模式以及前专家的浮动电容，因此也可以构建此知识渊博。此外，我们还检查了由直接键合的压电薄板制成的换能器，其中压电底物的极化方向被倒下以在6GHz以上的高频上实现超声激发。 36岁的LN底物作为压电单晶体底物，以激发纵向波。由于LN的极化方向位于C轴方向，以便为旋转Y板制造极化反转结构，因此C轴方向必须是曲折的。作为粘结底物的一种方法，制剂是在利用室温通过表面激活的方向上进行的，以使粘结比光学接触方法更强。此外，将极化的反转键基键组粘合到样品，以通过使用金属扩散来测量样品，这允许将碱电极和粘合剂层与换能器碱基电极结合使用，并成功实验。由此，大约已经进行了高频测量传播衰减的准备。