JP3735759B2 - 弾性表面波基板 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本特許はポタジュームナイオベート単結晶及び薄膜を用いた大きな電気機械結合係数をもつ弾性表面波基板、及び擬似弾性表面波基板、及び弾性波変換器に関する。
【従来技術】
圧電性の基板表面にインターディジタル変換器を用いて弾性表面波を励振・受信するデバイスでは、大きな電気機械結合係数の基板が要求されている。また、圧電性単結晶、及び圧電性薄膜を用いた弾性波変換器では、大きな電気機械結合係数をもつ変換器が要求されている。
【発明が解決しようとする課題】
これまでは、大きな圧電定数をもつニオブ酸リチュウム単結晶が用いられているが、更に大きな圧電定数をもつ単結晶、及び薄膜が得られるならば、高性能機能素子が得られる。
【課題を解決するための手段】
本特許では、ニオブ酸リチュウム単結晶より大きな圧電定数をもつポタジュームナイオベート（ＫＮｂＯ３）単結晶、及び薄膜を用いた弾性表面波基板、及び弾性波変換器に関するものであり、高性能の弾性表面波機能素子、及び弾性波機能素子を得ること目的としている。。
また、ポタジュームナイオベート単結晶上を伝搬する擬似弾性表面波を用いることにより、更に大きな電気機械結合係数の基板が得られることに関する特許である。
【実施例１】
ポタジュームナイオベート（ＫＮｂＯ３）単結晶を用いた弾性表面波基板、及び擬似弾性表面波基板、及びこの単結晶を用いた圧電性弾性波変換器、及びこれらの基板、及び変換器を用いた電子装置が、実施例の１である。
【実施例２】
特許請求の範囲第１項において、ポタジュームナイオベート（ＫＮｂＯ３）単結晶の回転ＹカットＸ伝搬弾性表面波基板において、ポタジュームナイオベート（ＫＮｂＯ３）単結晶のＹ−面を０度カット面として、０度から１８０度迄の範囲のカット面の弾性表面波基板、及び伝搬方向がＸ軸から±２０度の範囲にある弾性表面波基板及びこの基板を用いた電子装置が実施例の２である。
【実施例３】
特許請求の範囲第１項、第２項において、これらの基板上に作製された短絡或いは開放型の浮き電極をもつ一方向性弾性表面波電極をもつ基板或いはグループ型の一方向性弾性表面波電極をもつ基板、及びこの基板を用いた電子装置が、実施例の３である。
【実施例４】
特許請求の範囲第１項、第２項、第３項において、ポタジュームナイオベート基板上に作製された半導体薄膜をもつ弾性表面波基板、及び擬似弾性表面波基板、及びこれらの基板を用いた電子装置が実施例の４である。
【実施例５】
基板上に作製されたポタジュームナイオベート（ＫＮｂＯ３）圧電性薄膜を用いた弾性表面波基板、及び擬似弾性表面波基板、及びこの薄膜を用いた圧電性弾性波変換器、及びこれらの基板、及び変換器を用いた用いた電子装置が実施例の５である。
【実施例６】
特許請求の範囲第５項において、基板として、サファイヤ、水晶、熔融石英、シリコン半導体、ＩｎＰ，ＩｎＡｓ，ＩｎＳｂを用いた弾性表面波基板、擬似弾性表面波基板、及びポタジュームナイオベート薄膜とこれらの基板との間に薄膜をもつ弾性表面波基板、及び擬似弾性表面波基板、及びこれらの基板を用いた電子装置が実施例の６である。
【実施例７】
特許請求の薄膜第１項から第６項において、これらの基板を用いた非線形機能素子、及び弾性表面波コンボルバ、及びこれらの基板を用いた電子装置が実施例の７である。
【実施例８】
特許請求の範囲第１項から第５項において、これらの基板に熔融石英膜を付着させた弾性表面波基板、及び擬似弾性表面波基板、及びこれらの基板を用いた電子装置が実施例の８である。
ポタジュームナイオベート（ＫＮｂＯ３単結晶の回転ＹカットＸ伝搬弾性表面波基板において、ポタジュームナイオベート（ＫＮｂＯ３）単結晶のＹ−面を０度カット面として、６０度回転した面上Ｘ−軸伝搬の弾性表面波の基板表面を開放、及び基板表面を短絡した場合の深さ方向の振幅特性を図１及び図２に示す。図から深さ１．５波長以内に振幅が集中した弾性表面波になっていることがが判る。
ポタジュームナイオベート（ＫＮｂＯ３）単結晶の回転ＹカットＸ伝搬弾性表面波基板において、ポタジュームナイオベート（ＫＮｂＯ３）単結晶のＹ−面を０度カット面として、０度面から１８０度面まで回転した、Ｘ−軸伝搬の弾性表面波の表面開放の場合の伝搬速度Ｖｆ、表面短絡の場合の伝搬速度Ｖｓを図３に示す。
また、図３から計算される電気機械結合係数Ｋ２（＝２（Ｖｆ−Ｖｓ）／Ｖｆ）を図４にに示す。図４から非常に大きな電気機械結合係数が得られることが判る。
【発明の効果】
非常にに大きな圧電性をもつポタジュームナイオベートを弾性表面波基板として用いることにより、効率の良い弾性表面波変換器が得られると共に、帯域の広いフィルタが得られる。また、大きな非線形をもつ基板であることから、効率の良いコンボルバが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】回転Ｙ板の６０度カット面、Ｘ−軸方向伝搬基板の表面開放の場合の弾性表面波の深さ方向の振幅分布を示す図である。
【図２】回転Ｙ板の６０度カット面、Ｘ−軸方向伝搬基板の表面短絡の場合の弾性表面波の深さ方向の振幅分布を示す図である。
【図３】回転Ｙ板、Ｘ−軸伝搬の弾性表面波の伝搬速度を示す図である。
【図４】回転Ｙ板、Ｘ−軸伝搬の弾性表面波の電気機械結合係数を示す図である。
【符号の説明】
１…波長で規格化した深さ方向、２…振幅分布、３…波長で規格化した深さ方向、４…振幅分布、５…回転Ｙ板のＹカット面から１８０度までのカット面の角度、６…伝搬速度、７…表面短絡の速度、８表面開放の速度、９…回転Ｙ板のＹカット面から１８０度まで回転した場合のカット面の角度、１０…電気機械結合係数、
本特許はポタジュームナイオベート単結晶及び薄膜を用いた大きな電気機械結合係数をもつ弾性表面波基板、及び擬似弾性表面波基板、及び弾性波変換器に関する。
【従来技術】
圧電性の基板表面にインターディジタル変換器を用いて弾性表面波を励振・受信するデバイスでは、大きな電気機械結合係数の基板が要求されている。また、圧電性単結晶、及び圧電性薄膜を用いた弾性波変換器では、大きな電気機械結合係数をもつ変換器が要求されている。
【発明が解決しようとする課題】
これまでは、大きな圧電定数をもつニオブ酸リチュウム単結晶が用いられているが、更に大きな圧電定数をもつ単結晶、及び薄膜が得られるならば、高性能機能素子が得られる。
【課題を解決するための手段】
本特許では、ニオブ酸リチュウム単結晶より大きな圧電定数をもつポタジュームナイオベート（ＫＮｂＯ３）単結晶、及び薄膜を用いた弾性表面波基板、及び弾性波変換器に関するものであり、高性能の弾性表面波機能素子、及び弾性波機能素子を得ること目的としている。。
また、ポタジュームナイオベート単結晶上を伝搬する擬似弾性表面波を用いることにより、更に大きな電気機械結合係数の基板が得られることに関する特許である。
【実施例１】
ポタジュームナイオベート（ＫＮｂＯ３）単結晶を用いた弾性表面波基板、及び擬似弾性表面波基板、及びこの単結晶を用いた圧電性弾性波変換器、及びこれらの基板、及び変換器を用いた電子装置が、実施例の１である。
【実施例２】
特許請求の範囲第１項において、ポタジュームナイオベート（ＫＮｂＯ３）単結晶の回転ＹカットＸ伝搬弾性表面波基板において、ポタジュームナイオベート（ＫＮｂＯ３）単結晶のＹ−面を０度カット面として、０度から１８０度迄の範囲のカット面の弾性表面波基板、及び伝搬方向がＸ軸から±２０度の範囲にある弾性表面波基板及びこの基板を用いた電子装置が実施例の２である。
【実施例３】
特許請求の範囲第１項、第２項において、これらの基板上に作製された短絡或いは開放型の浮き電極をもつ一方向性弾性表面波電極をもつ基板或いはグループ型の一方向性弾性表面波電極をもつ基板、及びこの基板を用いた電子装置が、実施例の３である。
【実施例４】
特許請求の範囲第１項、第２項、第３項において、ポタジュームナイオベート基板上に作製された半導体薄膜をもつ弾性表面波基板、及び擬似弾性表面波基板、及びこれらの基板を用いた電子装置が実施例の４である。
【実施例５】
基板上に作製されたポタジュームナイオベート（ＫＮｂＯ３）圧電性薄膜を用いた弾性表面波基板、及び擬似弾性表面波基板、及びこの薄膜を用いた圧電性弾性波変換器、及びこれらの基板、及び変換器を用いた用いた電子装置が実施例の５である。
【実施例６】
特許請求の範囲第５項において、基板として、サファイヤ、水晶、熔融石英、シリコン半導体、ＩｎＰ，ＩｎＡｓ，ＩｎＳｂを用いた弾性表面波基板、擬似弾性表面波基板、及びポタジュームナイオベート薄膜とこれらの基板との間に薄膜をもつ弾性表面波基板、及び擬似弾性表面波基板、及びこれらの基板を用いた電子装置が実施例の６である。
【実施例７】
特許請求の薄膜第１項から第６項において、これらの基板を用いた非線形機能素子、及び弾性表面波コンボルバ、及びこれらの基板を用いた電子装置が実施例の７である。
【実施例８】
特許請求の範囲第１項から第５項において、これらの基板に熔融石英膜を付着させた弾性表面波基板、及び擬似弾性表面波基板、及びこれらの基板を用いた電子装置が実施例の８である。
ポタジュームナイオベート（ＫＮｂＯ３単結晶の回転ＹカットＸ伝搬弾性表面波基板において、ポタジュームナイオベート（ＫＮｂＯ３）単結晶のＹ−面を０度カット面として、６０度回転した面上Ｘ−軸伝搬の弾性表面波の基板表面を開放、及び基板表面を短絡した場合の深さ方向の振幅特性を図１及び図２に示す。図から深さ１．５波長以内に振幅が集中した弾性表面波になっていることがが判る。
ポタジュームナイオベート（ＫＮｂＯ３）単結晶の回転ＹカットＸ伝搬弾性表面波基板において、ポタジュームナイオベート（ＫＮｂＯ３）単結晶のＹ−面を０度カット面として、０度面から１８０度面まで回転した、Ｘ−軸伝搬の弾性表面波の表面開放の場合の伝搬速度Ｖｆ、表面短絡の場合の伝搬速度Ｖｓを図３に示す。
また、図３から計算される電気機械結合係数Ｋ２（＝２（Ｖｆ−Ｖｓ）／Ｖｆ）を図４にに示す。図４から非常に大きな電気機械結合係数が得られることが判る。
【発明の効果】
非常にに大きな圧電性をもつポタジュームナイオベートを弾性表面波基板として用いることにより、効率の良い弾性表面波変換器が得られると共に、帯域の広いフィルタが得られる。また、大きな非線形をもつ基板であることから、効率の良いコンボルバが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】回転Ｙ板の６０度カット面、Ｘ−軸方向伝搬基板の表面開放の場合の弾性表面波の深さ方向の振幅分布を示す図である。
【図２】回転Ｙ板の６０度カット面、Ｘ−軸方向伝搬基板の表面短絡の場合の弾性表面波の深さ方向の振幅分布を示す図である。
【図３】回転Ｙ板、Ｘ−軸伝搬の弾性表面波の伝搬速度を示す図である。
【図４】回転Ｙ板、Ｘ−軸伝搬の弾性表面波の電気機械結合係数を示す図である。
【符号の説明】
１…波長で規格化した深さ方向、２…振幅分布、３…波長で規格化した深さ方向、４…振幅分布、５…回転Ｙ板のＹカット面から１８０度までのカット面の角度、６…伝搬速度、７…表面短絡の速度、８表面開放の速度、９…回転Ｙ板のＹカット面から１８０度まで回転した場合のカット面の角度、１０…電気機械結合係数、
Claims (7)
- ポタジュームナイオベート（ＫＮｂＯ３）単結晶から所定のカット角で切り出した弾性表面波基板、及び疑似弾性表面波基板。
- ポタジュームナイオベート（ＫＮｂＯ３）単結晶のＹ−面を０度カット面として、０度から１８０度迄の範囲のカット面を持ち、伝搬方向がＸ軸から±２０度の範囲である請求項１に記載の弾性表面波基板、もしくは疑似弾性表面波基板。
- 前記基板上に短絡もしくは開放型の浮き電極をもつ一方向性弾性表面波電極、または、グループ形の一方向性弾性表面波電極が作製されている請求項１または２に記載の弾性表面波基板、または疑似弾性表面波基板。
- 前記基板上に半導体薄膜が作製されている請求項１から３いずれかに記載の弾性表面波基板、または疑似弾性表面波基板。
- 前記基板に熔融石英膜を付着させた請求項１から４いずれかに記載の弾性表面波基板、または疑似弾性表面波基板。
- 請求項１から５いずれかに記載の弾性表面波基板、または疑似弾性表面波基板を用いた圧電性変換器、または、前記基板を用いた電子装置、または、前記基板と前記圧電性変換器を用いた電子装置。
- 請求項１からから４いずれかに記載の弾性表面波基板、または疑似弾性表面波基板を用いた非線形機能素子、及び弾性表面波コンボルバ。
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|---|---|---|---|
| JP25077796A JP3735759B2 (ja) | 1996-08-17 | 1996-08-17 | 弾性表面波基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25077796A JP3735759B2 (ja) | 1996-08-17 | 1996-08-17 | 弾性表面波基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1065488A JPH1065488A (ja) | 1998-03-06 |
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Family
ID=17212896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25077796A Expired - Fee Related JP3735759B2 (ja) | 1996-08-17 | 1996-08-17 | 弾性表面波基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3735759B2 (ja) |
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| JP2000278085A (ja) | 1999-03-24 | 2000-10-06 | Yamaha Corp | 弾性表面波素子 |
| JP4058970B2 (ja) | 2001-03-21 | 2008-03-12 | セイコーエプソン株式会社 | ニオブ酸カリウム圧電薄膜を有する表面弾性波素子、周波数フィルタ、発振器、電子回路、及び電子機器 |
| US7258742B2 (en) | 2003-03-26 | 2007-08-21 | Seiko Epson Corporation | Method of manufacturing potassium niobate single crystal thin film, surface acoustic wave element, frequency filter, frequency oscillator, electronic circuit, and electronic apparatus |
| JP4171918B2 (ja) | 2005-03-29 | 2008-10-29 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電体膜積層体およびその製造方法、表面弾性波素子、周波数フィルタ、発振器、電子回路、並びに、電子機器 |
| JP4735840B2 (ja) | 2005-12-06 | 2011-07-27 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電体積層体、表面弾性波素子、薄膜圧電共振子および圧電アクチュエータ |
| JP2009038602A (ja) * | 2007-08-01 | 2009-02-19 | Fujitsu Media Devices Products Kk | 弾性表面波デバイスおよび弾性表面波フィルタ |
-
1996
- 1996-08-17 JP JP25077796A patent/JP3735759B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH1065488A (ja) | 1998-03-06 |
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