JP2005268874A

JP2005268874A - 静磁波デバイス

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Publication number: JP2005268874A
Application number: JP2004074231A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Nakanishi; 淳中西; Masaru Fujino; 優藤野
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-03-16
Filing date: 2004-03-16
Publication date: 2005-09-29

Abstract

【課題】所定の周波数において、その近傍より挿入損失が小さく、所定の周波数のみを伝搬させることができる静磁波デバイスを得る。
【解決手段】静磁波デバイス１０は、静磁波素子１２を含む。静磁波素子１２は、ＧＧＧ単結晶基板１４と、その一方主面上に形成されるＹＩＧ単結晶膜１６とを含む。静磁波素子１２の長手方向に平行に、ＹＩＧ単結晶膜１６の主面からＧＧＧ単結晶基板１４まで達する２つの溝１８を形成する。ＹＩＧ単結晶膜１６上に、溝１８と直交するようにして、互いに平行な入力トランスデューサ２０および出力トランスデューサ２２を形成する。ＹＩＧ単結晶膜１６に直流磁界を印加し、入力トランスデューサ２０に高周波信号を入力することにより、ＹＩＧ単結晶膜１６に静磁波が伝搬する。この静磁波を出力トランスデューサ２２で電気信号に変換し、所定の周波数を有する電気信号を出力させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、静磁波デバイスに関し、特にたとえば、マイクロ波帯のフィルタとして用いられる静磁波デバイスに関する。

図１３は、従来の静磁波デバイスの一例を示す斜視図である。静磁波デバイス１は、静磁波素子２を含む。静磁波素子２は、非磁性ガーネット単結晶基板としてのＧＧＧ（ガドリニウム−ガリウム−ガーネット）単結晶基板３を含む。ＧＧＧ単結晶基板３の一方面上には、磁性ガーネット単結晶膜としてのＹＩＧ（イットリウム−鉄−ガーネット）単結晶膜４が形成されている。ＹＩＧ単結晶膜４上には、互いに平行となるように配置される入力トランスデューサ５および出力トランスデューサ６が形成される。さらに、ＹＩＧ単結晶膜４には、入力トランスデューサ５および出力トランスデューサ６と平行に複数の溝７が形成される。これらの溝７は、図１４に示すように、入力トランスデューサ５および出力トランスデューサ６の外側において、ＧＧＧ単結晶基板３にまで達しないように形成される。

この静磁波デバイス１のＹＩＧ単結晶膜４に直交する向きあるいは平行する向きに、直流磁界が印加され、ＹＩＧ単結晶膜４が磁化される。この状態で、入力トランスデューサ５に高周波信号を入力することにより、入力トランスデューサ５の周囲に高周波磁界が形成される。このように、磁化されたＹＩＧ単結晶膜４に高周波磁界が印加されることにより、ＹＩＧ単結晶膜４において、電子スピンによる磁気モーメントに歳差運動が生じる。そして、ＹＩＧ単結晶膜４には、磁気モーメントの歳差運動を介して伝搬する静磁波が発生する。伝播する静磁波のモードは、印加される直流磁界の方向によって変わる。たとえば、ＹＩＧ単結晶膜４に直交する向きに直流磁界を印加した場合、ＹＩＧ単結晶膜４には静磁前進体積波が伝搬される。

この静磁波デバイス１は、たとえば高周波フィルタとして用いられる。この場合、入力トランスデューサ４に高周波信号を入力し、ＹＩＧ単結晶膜３に静磁波を伝搬させ、この静磁波が出力トランスデューサ５で電気信号に変換されて出力される。このようにして、静磁波デバイス１は、共振周波数に対応した所定の高周波信号を通過させる高周波フィルタとして機能させることができる。

さらに、この静磁波デバイス１においては、入力トランスデューサ５および出力トランスデューサ６と平行に、ＹＩＧ単結晶膜４を貫通しないようにして、ＹＩＧ単結晶膜４上に複数の溝７が形成されていることにより、溝７のピッチの２倍の波長を有する静磁波を選択的に反射させることができ、不要な妨害波を除去することができる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−５３５０４号公報

しかしながら、入力トランスデューサや出力トランスデューサと平行に溝を形成した静磁波デバイスでは、通過させたい所定の周波数帯においても挿入損失を十分に小さくすることができず、しかも、所定の周波数帯の挿入損失とその近傍の周波数帯における挿入損失の差が小さいため、所定の周波数だけを効率良く通過させることが難しかった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、所定の周波数帯における挿入損失が小さく、かつ、所定の周波数帯の挿入損失とその近傍の周波数帯における挿入損失との差が大きく、より選択的に所望の周波数帯だけを通過させることができる静磁波デバイスを提供することである。

この発明は、非磁性ガーネット単結晶基板、非磁性ガーネット単結晶基板上に形成される磁性ガーネット単結晶膜、および磁性ガーネット単結晶膜の主面において、間隔を隔てて平行に形成される入力トランスデューサと出力トランスデューサとを含む静磁波デバイスにおいて、入力トランスデューサおよび出力トランスデューサに直交する向きに延びるように溝が形成されており、溝は前記磁性ガーネット単結晶膜の主面から、少なくとも非磁性ガーネット単結晶基板にまで達するように形成されたことを特徴とする、静磁波デバイスである。
このような静磁波デバイスにおいて、溝は、少なくとも入力トランスデューサと出力トランスデューサとに挟まれた領域の一部に形成されていればよい。
また、この発明は、複数の非磁性ガーネット単結晶基板、および複数の非磁性ガーネット単結晶基板のそれぞれの上に形成される磁性ガーネット単結晶膜を含み、複数の非磁性ガーネット単結晶基板上の磁性ガーネット単結晶膜が連続するようにして非磁性ガーネット単結晶基板が配置され、複数の非磁性ガーネット単結晶基板および磁性ガーネット単結晶膜の境界部に直交するようにして入力トランスデューサと出力トランスデューサとが形成された、静磁波デバイスである。
これらの静磁波デバイスにおいて、非磁性ガーネット単結晶基板をＧＧＧ（ガドリニウム−ガリウム−ガーネット）単結晶基板とし、磁性ガーネット単結晶膜をＹＩＧ（イットリウム−鉄−ガーネット）単結晶膜とすることができる。

本発明者は、種々の実験の結果、非磁性ガーネット単結晶基板上に磁性ガーネット単結晶膜が形成されており、磁性ガーネット単結晶膜の主面に、入力トランスデューサと出力トランスデューサとが間隔を隔てて平行となるように形成されてなる静磁波デバイスにおいて、入力トランスデューサおよび出力トランスデューサに直交する向きに延びる溝を形成し、この溝は磁性ガーネット単結晶膜の主面から少なくとも非磁性ガーネット単結晶基板を達するように形成することで、通過させたい所定の周波数帯における挿入損失が小さく、その近傍の周波数帯の挿入損失との差が大きい静磁波デバイスが得られることを見出した。
ここで言う溝は、間隔を隔てて形成された入力トランスデューサと出力トランスデューサとに挟まれた領域の一部に形成されていればよく、必ずしもトランスデューサと交差しなくてもよい。この場合、トランスデューサと交差していないため、設計がより容易に行える。また、溝は磁性ガーネット単結晶膜の主面から、厚み方向に貫通しており、非磁性ガーネット単結晶基板に少なくとも達している状態を示す。磁性ガーネット単結晶膜は厚み方向に貫通しており、非磁性ガーネット単結晶基板は切り込まれていない平滑な状態も含む。
また、磁性ガーネット単結晶膜が形成された非磁性ガーネット単結晶基板を複数並べて配置し、その境界部に直交する向きに入力トランスデューサおよび出力トランスデューサを形成しても、溝を形成した静磁波デバイスと同様の効果を得ることができる。すなわち、溝が磁性ガーネット単結晶膜の主面から、非磁性ガーネット単結晶基板の裏面まで貫いた状態と同じ構成になる。
このように、溝を形成したり、磁性ガーネット単結晶膜を形成した非磁性ガーネット基板を複数並べた静磁波デバイスにおいて、非磁性ガーネット単結晶基板として、たとえばＧＧＧ単結晶基板を用いることができ、磁性ガーネット単結晶膜として、たとえばＹＩＧ単結晶膜を用いることができる。

この発明によれば、通過させたい所定の周波数帯における挿入損失が小さく、かつ、所定の周波数帯の挿入損失とその近傍の周波数帯における挿入損失との差が大きく、より選択的に所望の周波数帯だけを通過させることができる静磁波デバイスを得ることができる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。

図１は、この発明の静磁波デバイスの一例を示す斜視図である。静磁波デバイス１０は、静磁波素子１２を含む。静磁波素子１２は、たとえば直方体状の非磁性ガーネット単結晶基板としてのＧＧＧ（ガドリニウム−ガリウム−ガーネット）単結晶基板１４を含む。ＧＧＧ単結晶基板１４の一方主面上には、たとえば液相エピタキシャル法などによって、磁性ガーネット単結晶膜としてのＹＩＧ（イットリウム−鉄−ガーネット）単結晶膜１６が形成される。

ＹＩＧ単結晶膜１６には、静磁波素子１２の長手方向に延びるように、２つの直線状の溝１８が形成される。これらの溝１８は、たとえばＹＩＧ単結晶膜１６を幅方向に３等分する位置において、ＹＩＧ単結晶膜１６の長手方向の両端面にまで達するように形成される。溝１８は、図２に示すように、ＹＩＧ単結晶膜１６の主面からＹＩＧ単結晶膜を厚み方向に切断し、ＧＧＧ単結晶基板１４の一部まで切り込まれた状態に形成されている。さらに、ＹＩＧ単結晶膜１６上には、互いに平行に配置される直線状の入力トランスデューサ２０および出力トランスデューサ２２が間隔を隔てて形成されており、入力トランスデューサ２０および出力トランスデューサ２２は、溝１８に直交するように形成される。入力トランスデューサ２０および出力トランスデューサ２２は、たとえばＡｌなどの金属材料を用いて、真空蒸着などの方法により、静磁波素子１２の幅方向に向かって延びるように形成される。入力トランスデューサ２０および出力トランスデューサ２２は、ＹＩＧ単結晶膜１６の主面および溝１８の内壁に沿って形成される。なお、各トランスデューサの一端は接地され、他端は入力または出力端子（図示せず）にそれぞれ接続される。

この静磁波デバイス１０には、たとえばＹＩＧ単結晶膜１６に直交する向きに、直流磁界が印加される。この状態で、入力トランスデューサ２０に高周波信号が入力される。この高周波信号により、入力トランスデューサ２０の周囲に高周波磁界が発生し、高周波磁界がＹＩＧ単結晶膜１６に印加されることにより、ＹＩＧ単結晶膜１６に静磁波が伝搬する。この静磁波が出力トランスデューサ２２で電気信号に変換され、出力トランスデューサ２２から電気信号が出力される。

この静磁波デバイス１０は、たとえば高周波フィルタとして機能し、入力トランスデューサ２０に高周波信号を入力すると、所定の共振周波数の静磁波がＹＩＧ単結晶膜１６を伝搬し、この静磁波が出力トランスデューサ２２で電気信号に変換されて出力される。このとき、入力トランスデューサ２０および出力トランスデューサ２２に直交するように溝１８が形成され、かつ溝１８がＹＩＧ単結晶膜１６の主面からＧＧＧ単結晶基板１４まで達するように形成されていることにより、所定の共振周波数において挿入損失が小さく、その近傍を含む他の周波数において挿入損失が大きくなっている。そのため、この静磁波デバイス１０は、所定の共振周波数の信号のみを通過させる高周波フィルタとして用いることができる。

また、溝１８は、ＹＩＧ単結晶膜１６の長手方向の両端面にまで達するように形成される必要はなく、図４に示すように、入力トランスデューサ２０および出力トランスデューサ２２の間に挟まれた領域に形成されており、入力トランスデューサ２０及び出力トランスデューサ２２と直交する向きに形成されていれば、上述のような効果を得ることができる。さらに、図５に示すように、入力トランスデューサ２０および出力トランスデューサ２２の間の挟まれた領域の一部に形成されているだけでも、同様の効果を得ることができる。ただし、このような効果を得るためには、図４や図５に示す静磁波デバイス１０においても、溝１８は、入力トランスデューサ２０および出力トランスデューサ２２に直交するように、かつＹＩＧ単結晶膜１６の主面からＧＧＧ単結晶基板１４にまで達するように形成されている必要がある。

このように、入力トランスデューサ２０と出力トランスデューサ２２との間において、ＹＩＧ単結晶膜１６の主面からＧＧＧ単結晶基板１４まで達するようにして、入力トランスデューサ２０および出力トランスデューサ２２に直交するように溝１８を形成することにより、所定の周波数のみをより選択的に通過させることができる静磁波デバイス１０を得ることができる。また、複数のＧＧＧ単結晶基板１４およびＹＩＧ単結晶膜１６の境界部３４に直交するようにして、入力トランスデューサ２０および出力トランスデューサ２２を形成することにより、所定の周波数のみを通過させることができる静磁波デバイス３０を得ることができる。

なお、溝１８は、ＹＩＧ単結晶膜１６の主面からＧＧＧ単結晶基板１４まで達するように形成されていればよく、溝１８の数や、複数の溝１８間の間隔は任意に変更可能である。また、溝１８の深さは、少なくともＹＩＧ単結晶膜１６を貫通してＧＧＧ単結晶基板１４に達していればよく、ＧＧＧ単結晶基板１４を貫通していてもよい。さらに、非磁性ガーネット単結晶基板としては、ＧＧＧ組成にＣａ、ＭｒおよびＺｒを置換したＳＧＧＧ単結晶基板などを用いてもよいが、これらに限定されるものではない。また、磁性ガーネット単結晶膜としては、ＹＩＧ単体に限らず、Ｂｉ、Ｇａ、Ｌａなどを置換したものを用いてもよい。

なお、図３に示す静磁波デバイス３０のように、ＹＩＧ単結晶膜１６が形成されたＧＧＧ単結晶基板１４を複数並べて、ＹＩＧ単結晶膜１６が連続するように配置した静磁波素子３２を用いることもできる。この場合、複数のＧＧＧ単結晶基板１４およびＹＩＧ単結晶膜１６の境界部３４に直交する向きに、入力トランスデューサ２０および出力トランスデューサ２２が形成される。このような静磁波デバイス３０において、ＧＧＧ単結晶基板１４およびＹＩＧ単結晶膜１６の境界部３４が、図１に示す静磁波デバイス１０の溝１８と同様の作用をするものと考えられる。

図１に示す静磁波デバイス１０を得るために、直径７５．６ｍｍで厚さ０．５ｍｍのＧＧＧ（Ｇｄ₃Ｇａ₅Ｏ₁₂）単結晶基板１４の上に、液相エピタキシャル成長法により、膜厚１０μｍのＹＩＧ（Ｙ₃Ｆｅ₅Ｏ₁₂）単結晶膜１６を形成した。次に、ＹＩＧ単結晶膜１６を形成したＧＧＧ単結晶基板１４を５ｍｍ×３ｍｍの大きさとなるように、ダイサーで切断した。さらに、ダイサーを用いて、ＧＧＧ単結晶基板１４の長手方向に平行に、ＹＩＧ単結晶膜１６の主面からＧＧＧ単結晶基板１４にまで達するように、２つの溝１８を形成した。これらの溝１８は、ＧＧＧ単結晶基板１４の幅方向の両端から各々１ｍｍの位置に形成した。これらの溝１８の深さは１００μｍであり、溝１８の幅は６０μｍである。

さらに、入力トランスデューサ２０および出力トランスデューサ２２を形成するために、ＹＩＧ単結晶膜１６上にフォトレジストを塗布してレジストパターンを形成した。そののち、真空蒸着機で厚み２００ｎｍとなるようにＡｌを蒸着し、フォトレジストを剥離した。このようにして、幅０．３ｍｍ、長さ３ｍｍの入力トランスデューサ２０および出力トランスデューサ２２を形成した。これらのトランスデューサ２０，２２は、溝１８と直交するように形成され、トランスデューサ２０，２２間の間隔は２ｍｍである。

この静磁波デバイス１０において、ＹＩＧ単結晶膜１６の主面に対して直交する向きに１９０ｍＴの直流磁界を印加した。そして、静磁波デバイス１０をネットワークアナライザに接続し、１．９ＧＨｚから２．１ＧＨｚの周波数のスパンで通過特性を測定し、その結果を図６に示した。図６からわかるように、周波数２０１０ＭＨｚにおいて挿入損失が極端に小さくなっており、２０１０ＭＨｚ近傍の挿入損失に対して、約２０ｄＢ程度の差が得られた。これにより、この静磁波デバイス１０においては、所定の周波数だけを伝搬させることが可能であることがわかる。

図３に示すような静磁波デバイス３０を得るために、直径７５．６ｍｍで厚さ０．５ｍｍのＧＧＧ単結晶基板１４の上に、液相エピタキシャル成長法により、膜厚１０μｍのＹＩＧ単結晶膜１６を形成した。次に、ＹＩＧ単結晶膜１６を形成したＧＧＧ単結晶基板１４を５ｍｍ×３ｍｍの大きさとなるように、ダイサーで切断した。さらに、ダイサーを用いて、１ｍｍおきにＹＩＧ単結晶膜１６およびＧＧＧ単結晶基板１４を切断し、５ｍｍ×１ｍｍの試料を得た。これらの試料を、図３に示すように、ＹＩＧ単結晶膜１６が連続するようにして３個並べ、５ｍｍ×３ｍｍの静磁波素子３２とした。さらに、実施例１と同様にして、３つの試料の境界部３４に直交するように、入力トランスデューサ２０および出力トランスデューサ２２を形成した。入力トランスデューサ２０および出力トランスデューサ２２の幅は０．３ｍｍであり、長さは３ｍｍであって、トランスデューサ２０，２２間の間隔は２ｍｍである。

この静磁波デバイス３０において、ＹＩＧ単結晶膜１６の主面に対して直交する向きに１９０ｍＴの直流磁界を印加した。そして、静磁波デバイス３０をネットワークアナライザに接続し、１．９ＧＨｚから２．１ＧＨｚの周波数のスパンで通過特性を測定し、その結果を図７に示した。図７からわかるように、周波数２０１０ＭＨｚにおいて挿入損失が極端に小さくなっており、２０１０ＭＨｚ近傍の挿入損失に対して、約２０ｄＢ程度の差が得られた。これにより、この静磁波デバイス３０においては、所定の周波数だけをより選択的に伝搬させることが可能であることがわかる。さらに、静磁波デバイス３０に形成された試料間の境界部３４は、ＹＩＧ単結晶膜１６の主面からＧＧＧ単結晶基板１４の底面まで形成されていることから、ＹＩＧ単結晶膜１６を分割する切れ目がＧＧＧ単結晶基板１４にまで達していれば、ＧＧＧ単結晶基板１４の底面まで達していても、同様の効果が得られることがわかる。

図４に示すような静磁波デバイス１０を得るために、直径７５．６ｍｍで厚さ０．５ｍｍのＧＧＧ単結晶基板１４の上に、液相エピタキシャル成長法により、膜厚１０μｍのＹＩＧ単結晶膜１６を形成した。次に、ＹＩＧ単結晶膜１６を形成したＧＧＧ単結晶基板１４を５ｍｍ×３ｍｍの大きさとなるように、ダイサーで切断した。さらに、ダイサーを用いて、ＧＧＧ単結晶基板１４の長手方向に平行に、ＹＩＧ単結晶膜１６の主面からＧＧＧ単結晶基板１４にまで達するように、２つの溝１８を形成した。これらの溝１８は、ＧＧＧ単結晶基板１４の幅方向の両端から各々１ｍｍの位置に形成した。また、これらの溝１８は、ＹＩＧ単結晶膜１６の長手方向の中央部において、長さが２ｍｍ、深さ０．１ｍｍとなるように形成した。さらに、実施例１と同様にして、溝１８の両端において溝１８と直交するように、入力トランスデューサ２０および出力トランスデューサ２２を形成した。入力トランスデューサ２０および出力トランスデューサ２２の幅は０．３ｍｍであり、長さは３ｍｍであって、トランスデューサ２０，２２間の間隔は２ｍｍである。

この静磁波デバイス１０において、ＹＩＧ単結晶膜１６に対して直交する向きに１９０ｍＴの直流磁界を印加した。そして、静磁波デバイス１０をネットワークアナライザに接続し、１．９ＧＨｚから２．１ＧＨｚの周波数のスパンで通過特性を測定し、その結果を図８に示した。図８からわかるように、周波数２０１０ＭＨｚにおいて挿入損失が極端に小さくなっており、２０１０ＭＨｚ近傍の挿入損失に対して、約２０ｄＢ程度の差が得られた。これにより、この静磁波デバイス１０においては、所定の周波数だけを伝搬させることが可能であることがわかる。

なお、図５に示すように、入力トランスデューサ２０と出力トランスデューサ２２との間の一部に溝１８を形成した静磁波デバイス１０においても、同様の効果を得ることができる。さらに、溝１８は、ＹＩＧ単結晶膜１６の主面からＧＧＧ単結晶基板１４まで達するように形成されていれば、ＧＧＧ単結晶基板１４を貫通するように形成されていてもよい。

（比較例１）
図１３に示す静磁波デバイス１を得るために、直径７５．６ｍｍで厚さ０．５ｍｍのＧＧＧ単結晶基板２の上に、液相エピタキシャル成長法により、膜厚１０μｍのＹＩＧ単結晶膜３を形成した。次に、ＹＩＧ単結晶膜４を形成したＧＧＧ単結晶基板３を５ｍｍ×３ｍｍの大きさとなるように、ダイサーで切断した。さらに、ダイサーを用いて、ＧＧＧ単結晶基板３の幅方向に平行に、ＹＩＧ単結晶膜３４主面に２つの溝７を形成した。これらの溝７は、ＧＧＧ単結晶基板３の長手方向の２箇所に間隔を隔てて形成され、それぞれの部分において３本ずつの溝７を形成した。これらの溝７の深さは７μｍであり、溝７の幅は６０μｍである。さらに、実施例１と同様にして、２箇所の溝の内側に、入力トランスデューサ５および出力トランスデューサ６を形成した。これらのトランスデューサ５，６の形状は、幅３００μｍ、長さ３ｍｍであり、トランスデューサ５，６間の間隔は２ｍｍである。

この静磁波デバイス１において、ＹＩＧ単結晶膜４に対して直交する向きに１９０ｍＴの直流磁界を印加した。そして、静磁波デバイス１をネットワークアナライザに接続し、１．９ＧＨｚから２．１ＧＨｚの周波数のスパンで通過特性を測定し、その結果を図９に示した。図９からわかるように、比較例１の静磁波デバイス１では、挿入損失が大きく、２０００ＭＨｚ以上の周波数帯において、挿入損失の大きさにあまり差が生じていないため、十分なメインレスポンスが得られていない。

（比較例２）
図１０に示す静磁波デバイス５０を得るために、直径７５．６ｍｍで厚さ０．５ｍｍのＧＧＧ単結晶基板１４の上に、液相エピタキシャル成長法により、膜厚１０μｍのＹＩＧ単結晶膜１６を形成した。次に、ＹＩＧ単結晶膜１６を形成したＧＧＧ単結晶基板１４を５ｍｍ×３ｍｍの大きさとなるように、ダイサーで切断した。さらに、ダイサーを用いて、ＧＧＧ単結晶基板１４の長手方向に平行に、ＹＩＧ単結晶膜１６の主面に２つの溝５４を形成して、静磁波素子５２を形成した。これらの溝５４は、ＧＧＧ単結晶基板１４の幅方向の両側から１ｍｍの位置に形成した。これらの溝５４の深さは７μｍであり、溝５４の幅は６０μｍである。したがって、図１１に示すように、溝５４は、ＹＩＧ単結晶膜１６にのみ形成され、ＧＧＧ単結晶基板１４まで達していない。さらに、実施例１と同様にして、入力トランスデューサ２０および出力トランスデューサ２２を形成した。入力トランスデューサ２０および出力トランスデューサ２２の幅は０．３ｍｍであり、長さは３ｍｍであって、トランスデューサ２０，２２間の間隔は２ｍｍである。

この静磁波デバイス５０において、ＹＩＧ単結晶膜１６に対して直交する向きに１９０ｍＴの直流磁界を印加した。そして、静磁波デバイス５０をネットワークアナライザに接続し、１．９ＧＨｚから２．１ＧＨｚの周波数のスパンで通過特性を測定し、その結果を図１２に示した。図１２からわかるように、比較例２の静磁波デバイスでは、２０１０ＭＨｚ近傍において挿入損失は小さくなっているが、その前後の周波数帯の挿入損失に対してあまり差が生じていないため、十分なメインレスポンスが得られていない。

これらの実施例および比較例からわかるように、入力トランスデューサおよび出力トランスデューサに直交するように、かつＹＩＧ単結晶膜の主面からＧＧＧ単結晶基板まで達するように溝を形成することにより、所定の周波数における挿入損失が小さく、メインレスポンスを有する静磁波デバイスを得ることができる。

この発明の静磁波デバイスの一例を示す斜視図である。図１に示す静磁波デバイスの端面図である。この発明の静磁波デバイスの他の例を示す斜視図である。この発明の静磁波デバイスのさらに他の例を示す斜視図である。この発明の静磁波デバイスの別の例を示す斜視図である。実施例１において図１に示す静磁波デバイスの周波数特性を測定した結果を示すグラフである。実施例２において図３に示す静磁波デバイスの周波数特性を測定した結果を示すグラフである。実施例３において図４に示す静磁波デバイスの周波数特性を測定した結果を示すグラフである。比較例１において図１３に示す静磁波デバイスの周波数特性を測定した結果を示すグラフである。比較例２に用いられる静磁波デバイスを示す斜視図である。図１０に示す静磁波デバイスの端面図である。比較例２において図１０に示す静磁波デバイスの周波数特性を測定した結果を示すグラフである。従来の静磁波デバイスの一例を示す斜視図である。図１３に示す静磁波デバイスの側面図である。

符号の説明

１０，３０静磁波デバイス
１２，３２静磁波素子
１４ＧＧＧ単結晶基板
１６ＹＩＧ単結晶膜
１８溝
２０入力トランスデューサ
２２出力トランスデューサ
３４境界部

Claims

非磁性ガーネット単結晶基板、
前記非磁性ガーネット単結晶基板上に形成される磁性ガーネット単結晶膜、および
前記磁性ガーネット単結晶膜の主面において、間隔を隔てて平行に形成される入力トランスデューサと出力トランスデューサとを含む静磁波デバイスにおいて、
前記入力トランスデューサおよび前記出力トランスデューサに直交する向きに延びるように溝が形成されており、
前記溝は前記磁性ガーネット単結晶膜の主面から、少なくとも前記非磁性ガーネット単結晶基板にまで達するように形成されたことを特徴とする、静磁波デバイス。
前記溝は、少なくとも前記入力トランスデューサと前記出力トランスデューサとに挟まれた領域の一部に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の静磁波デバイス。
複数の非磁性ガーネット単結晶基板、および
複数の前記非磁性ガーネット単結晶基板のそれぞれの上に形成される磁性ガーネット単結晶膜を含み、
複数の前記非磁性ガーネット単結晶基板上の前記磁性ガーネット単結晶膜が連続するようにして前記非磁性ガーネット単結晶基板が配置され、
複数の前記非磁性ガーネット単結晶基板および前記磁性ガーネット単結晶膜の境界部に直交するようにして入力トランスデューサと出力トランスデューサとが形成された、静磁波デバイス。
前記非磁性ガーネット単結晶基板はＧＧＧ（ガドリニウム−ガリウム−ガーネット）単結晶基板であり、前記磁性ガーネット単結晶膜はＹＩＧ（イットリウム−鉄−ガーネット）単結晶膜である、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の静磁波デバイス。