JPH08316781A - 弾性表面波素子 - Google Patents
弾性表面波素子Info
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- JPH08316781A JPH08316781A JP14267295A JP14267295A JPH08316781A JP H08316781 A JPH08316781 A JP H08316781A JP 14267295 A JP14267295 A JP 14267295A JP 14267295 A JP14267295 A JP 14267295A JP H08316781 A JPH08316781 A JP H08316781A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ニオブ酸リチウム基板及びタンタル酸リチウ
ム基板において、従来よりも適切なカット面及び弾性表
面波伝搬方向を見出し、これによって高性能の弾性表面
波素子を提供する。 【構成】 タンタル酸リチウムからなる圧電基板につい
ては、該圧電基板のカット面及び弾性表面波伝搬方向
を、オイラー角表示で(φ，θ，ψ)及びこれと実質的に
等価な範囲とするとき、φを９０°、θを９０°、ψを
０°〜１８０°の範囲に設定する。又、ニオブ酸リチウ
ムからなる圧電基板については、該圧電基板のカット面
及び弾性表面波伝搬方向を、オイラー角表示で(φ，
θ，ψ)及びこれと実質的に等価な範囲とするとき、φ
を９０°、θを９０°、ψを０°〜１８０°の範囲に設
定する。
ム基板において、従来よりも適切なカット面及び弾性表
面波伝搬方向を見出し、これによって高性能の弾性表面
波素子を提供する。 【構成】 タンタル酸リチウムからなる圧電基板につい
ては、該圧電基板のカット面及び弾性表面波伝搬方向
を、オイラー角表示で(φ，θ，ψ)及びこれと実質的に
等価な範囲とするとき、φを９０°、θを９０°、ψを
０°〜１８０°の範囲に設定する。又、ニオブ酸リチウ
ムからなる圧電基板については、該圧電基板のカット面
及び弾性表面波伝搬方向を、オイラー角表示で(φ，
θ，ψ)及びこれと実質的に等価な範囲とするとき、φ
を９０°、θを９０°、ψを０°〜１８０°の範囲に設
定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ニオブ酸リチウム或い
はタンタル酸リチウムを圧電材料とする弾性表面波素子
に関するものである。
はタンタル酸リチウムを圧電材料とする弾性表面波素子
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】携帯用電話機等の通信機器においては、
共振器フィルター、信号処理用遅延線等の回路素子とし
て、弾性表面波素子が広く応用されている。弾性表面波
素子は、例えば図７に示す様に、圧電性を有する基板
(１)の表面に簾状の電極(２)や格子状の反射器(３)(３)
を形成し、電気信号と弾性表面波の相互の変換を行なう
ものである。一般に、弾性表面波素子の圧電基板に於い
ては、電気機械結合係数が大きいこと、伝搬損失が小さ
いこと等が要求される。
共振器フィルター、信号処理用遅延線等の回路素子とし
て、弾性表面波素子が広く応用されている。弾性表面波
素子は、例えば図７に示す様に、圧電性を有する基板
(１)の表面に簾状の電極(２)や格子状の反射器(３)(３)
を形成し、電気信号と弾性表面波の相互の変換を行なう
ものである。一般に、弾性表面波素子の圧電基板に於い
ては、電気機械結合係数が大きいこと、伝搬損失が小さ
いこと等が要求される。
【０００３】ところで、近年の通信機器の高周波化に伴
って、ギガヘルツ帯で使用可能な弾性表面波素子へのニ
ーズが高まっている。弾性表面波素子の中心周波数ｆ0
は、弾性表面波の伝搬速度Ｖと電極指周期Ｌ(＝波長λ)
との関係で、次式によって表わされる。
って、ギガヘルツ帯で使用可能な弾性表面波素子へのニ
ーズが高まっている。弾性表面波素子の中心周波数ｆ0
は、弾性表面波の伝搬速度Ｖと電極指周期Ｌ(＝波長λ)
との関係で、次式によって表わされる。
【数１】ｆ0＝Ｖ／Ｌ
【０００４】従って、弾性表面波素子の高周波化に対応
するには、より高い伝搬速度(位相速度)Ｖが得られる圧
電基板の開発が必要である。これには、ダイヤモンドの
様な硬質の基板材料を用いる方法と、所謂漏洩弾性表面
波を利用する方法とがある。漏洩弾性表面波は、弾性体
の深さ方向にエネルギーを放射しながら表面を伝搬する
弾性波であって、カット面や弾性表面波伝搬方向を適切
に選択することによって、伝搬損失を小さくし、更に、
レイリー(Rayleigh)波よりも高い伝搬速度を実現するこ
とが可能である。
するには、より高い伝搬速度(位相速度)Ｖが得られる圧
電基板の開発が必要である。これには、ダイヤモンドの
様な硬質の基板材料を用いる方法と、所謂漏洩弾性表面
波を利用する方法とがある。漏洩弾性表面波は、弾性体
の深さ方向にエネルギーを放射しながら表面を伝搬する
弾性波であって、カット面や弾性表面波伝搬方向を適切
に選択することによって、伝搬損失を小さくし、更に、
レイリー(Rayleigh)波よりも高い伝搬速度を実現するこ
とが可能である。
【０００５】漏洩弾性表面波を用いた弾性表面波素子と
しては、水晶ＬＳＴカット、ニオブ酸リチウム(ＬiＮb
Ｏ3)の４１°Ｙ−Ｘカット、６４°Ｙ−Ｘカット、及び
タンタル酸リチウム(ＬiＴaＯ3)の３６°Ｙ−Ｘカット
が知られている(清水康敬「弾性表面波材料の伝搬物性
と利用の現状」電子情報通信学会論文誌Ａ Vol.J76-A,
2,pp129-137,1993)。又、四硼酸リチウム(Ｌi2Ｂ4Ｏ7)
基板においては、速い横波の位相速度を超える漏洩弾性
表面波が報告されている(佐藤隆裕、阿部秀典「四硼酸
リチウム基板を伝搬する縦波型リーキー波」学術振150
委員会第39回研究会資料(6.6.23))。この漏洩弾性表面
波の位相速度は、縦波の位相速度に近いので縦波型リー
キー波と呼ばれている。更に、任意のカット面を有する
ニオブ酸リチウム基板を伝搬する漏洩弾性表面波につい
ては既に報告されている(清水康敬、村上享司「ＬiＮb
Ｏ3基板漏洩弾性表面波の特性と新カット」Vol.J69-C,1
0,pp1309-1318,1986)。
しては、水晶ＬＳＴカット、ニオブ酸リチウム(ＬiＮb
Ｏ3)の４１°Ｙ−Ｘカット、６４°Ｙ−Ｘカット、及び
タンタル酸リチウム(ＬiＴaＯ3)の３６°Ｙ−Ｘカット
が知られている(清水康敬「弾性表面波材料の伝搬物性
と利用の現状」電子情報通信学会論文誌Ａ Vol.J76-A,
2,pp129-137,1993)。又、四硼酸リチウム(Ｌi2Ｂ4Ｏ7)
基板においては、速い横波の位相速度を超える漏洩弾性
表面波が報告されている(佐藤隆裕、阿部秀典「四硼酸
リチウム基板を伝搬する縦波型リーキー波」学術振150
委員会第39回研究会資料(6.6.23))。この漏洩弾性表面
波の位相速度は、縦波の位相速度に近いので縦波型リー
キー波と呼ばれている。更に、任意のカット面を有する
ニオブ酸リチウム基板を伝搬する漏洩弾性表面波につい
ては既に報告されている(清水康敬、村上享司「ＬiＮb
Ｏ3基板漏洩弾性表面波の特性と新カット」Vol.J69-C,1
0,pp1309-1318,1986)。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
タンタル酸リチウム基板およびニオブ酸リチウム基板で
得られる位相速度は約４０００ｍ／ｓであって、更に高
い位相速度のカット面が存在する可能性がある。又、伝
搬損失が少なく、然も大きな電気機械結合係数が得られ
る最適なカット面及び弾性表面波伝搬方向については、
未だ十分な研究が為されていない。本発明の目的は、ニ
オブ酸リチウム基板及びタンタル酸リチウム基板におい
て、従来よりも適切なカット面及び弾性表面波伝搬方向
を見出し、これによって高性能の弾性表面波素子を提供
することである。
タンタル酸リチウム基板およびニオブ酸リチウム基板で
得られる位相速度は約４０００ｍ／ｓであって、更に高
い位相速度のカット面が存在する可能性がある。又、伝
搬損失が少なく、然も大きな電気機械結合係数が得られ
る最適なカット面及び弾性表面波伝搬方向については、
未だ十分な研究が為されていない。本発明の目的は、ニ
オブ酸リチウム基板及びタンタル酸リチウム基板におい
て、従来よりも適切なカット面及び弾性表面波伝搬方向
を見出し、これによって高性能の弾性表面波素子を提供
することである。
【０００７】
【課題を解決する為の手段】そこで、本発明では、ニオ
ブ酸リチウム基板及びタンタル酸リチウム基板における
漏洩弾性表面波の伝搬特性を、カット面及び弾性表面波
伝搬方向を種々に変えることによって理論的に研究し
た。この結果、２つのタイプの漏洩弾性表面波、即ち、
遅い横波と速い横波との間の位相速度を持つ第１漏洩表
面波(First Leaky Wave)と、速い横波を越える位相速度
を持つ第２漏洩表面波(Second Leaky Wave)を見出し、
本発明の完成に至った。
ブ酸リチウム基板及びタンタル酸リチウム基板における
漏洩弾性表面波の伝搬特性を、カット面及び弾性表面波
伝搬方向を種々に変えることによって理論的に研究し
た。この結果、２つのタイプの漏洩弾性表面波、即ち、
遅い横波と速い横波との間の位相速度を持つ第１漏洩表
面波(First Leaky Wave)と、速い横波を越える位相速度
を持つ第２漏洩表面波(Second Leaky Wave)を見出し、
本発明の完成に至った。
【０００８】尚、弾性表面波素子の特性評価において
は、従来より知られている一般的な解法( 例えば、J.J.
Campbell, W.R.Jones,"A Method for Estimating Optim
al Crystal Cuts and Propagation Directions for Exc
itation of Piezoelectric Surface Waves", IEEE tran
saction on Sonics and Ultrasonics, vol.SU-15, No.
4, pp209-217,(1968)参照)を採用し、コンピュータシミ
ュレーションによって、位相速度、電気機械結合係数及
び伝搬損失を算出した。そして、最適なカット面及び弾
性表面波伝搬方向については、実際に弾性表面波素子を
試作して、その特性を実測したところ、シミュレーショ
ン結果と符合する測定値が得られた。これによって、コ
ンピュータシミュレーションの妥当性が裏付けられる。
は、従来より知られている一般的な解法( 例えば、J.J.
Campbell, W.R.Jones,"A Method for Estimating Optim
al Crystal Cuts and Propagation Directions for Exc
itation of Piezoelectric Surface Waves", IEEE tran
saction on Sonics and Ultrasonics, vol.SU-15, No.
4, pp209-217,(1968)参照)を採用し、コンピュータシミ
ュレーションによって、位相速度、電気機械結合係数及
び伝搬損失を算出した。そして、最適なカット面及び弾
性表面波伝搬方向については、実際に弾性表面波素子を
試作して、その特性を実測したところ、シミュレーショ
ン結果と符合する測定値が得られた。これによって、コ
ンピュータシミュレーションの妥当性が裏付けられる。
【０００９】本発明に係る第１の弾性表面波素子は、ニ
オブ酸リチウムからなる圧電基板上に電極を形成したも
のであって、該圧電基板のカット面及び弾性表面波伝搬
方向を、右手系のオイラー角表示で(φ，θ，ψ)及びこ
れと実質的に等価な範囲とするとき、φを０°〜１８０
°の範囲、θを９０°、ψを０°に設定したことを特徴
とする。
オブ酸リチウムからなる圧電基板上に電極を形成したも
のであって、該圧電基板のカット面及び弾性表面波伝搬
方向を、右手系のオイラー角表示で(φ，θ，ψ)及びこ
れと実質的に等価な範囲とするとき、φを０°〜１８０
°の範囲、θを９０°、ψを０°に設定したことを特徴
とする。
【００１０】より具体的には、φは、２０°、４０°、
８０°、１００°、１４０°、１６０°、或いはこれら
の角度と実質的に等価な角度に設定される。
８０°、１００°、１４０°、１６０°、或いはこれら
の角度と実質的に等価な角度に設定される。
【００１１】本発明に係る第２の弾性表面波素子は、タ
ンタル酸リチウムからなる圧電基板上に電極を形成した
ものであって、該圧電基板のカット面及び弾性表面波伝
搬方向を、オイラー角表示で(φ，θ，ψ)及びこれと実
質的に等価な範囲とするとき、φを９０°、θを９０
°、ψを０°〜１８０°の範囲に設定したことを特徴と
する。
ンタル酸リチウムからなる圧電基板上に電極を形成した
ものであって、該圧電基板のカット面及び弾性表面波伝
搬方向を、オイラー角表示で(φ，θ，ψ)及びこれと実
質的に等価な範囲とするとき、φを９０°、θを９０
°、ψを０°〜１８０°の範囲に設定したことを特徴と
する。
【００１２】より具体的には、ψは、３１°、１６４
°、又はこれらの角度と実質的に等価な角度に設定され
る。
°、又はこれらの角度と実質的に等価な角度に設定され
る。
【００１３】本発明に係る第３の弾性表面波素子は、ニ
オブ酸リチウムからなる圧電基板上に電極を形成したも
のであって、該圧電基板のカット面及び弾性表面波伝搬
方向を、オイラー角表示で(φ，θ，ψ)及びこれと実質
的に等価な範囲とするとき、φを９０°、θを９０°、
ψを０°〜１８０°の範囲に設定したことを特徴とす
る。
オブ酸リチウムからなる圧電基板上に電極を形成したも
のであって、該圧電基板のカット面及び弾性表面波伝搬
方向を、オイラー角表示で(φ，θ，ψ)及びこれと実質
的に等価な範囲とするとき、φを９０°、θを９０°、
ψを０°〜１８０°の範囲に設定したことを特徴とす
る。
【００１４】より具体的には、ψは、３７°、１６４
°、又はこれらの角度と実質的に等価な角度に設定され
る。
°、又はこれらの角度と実質的に等価な角度に設定され
る。
【００１５】
【作用】上記第１の弾性表面素子に於いては、ニオブ酸
リチウム基板の（φ，９０°，０°）カットにおいて、
φが０°〜１８０°の全範囲に亘って、レイリー波より
も高速の第１漏洩表面波が生起される。又、表面が電気
的開放の場合における第１漏洩表面波の伝搬損失は、φ
が、２０°、４０°、８０°、１００°、１４０°及び
１６０°付近で略零となり、電気機械結合係数Ｋ2は１
６.２％と、高い値が得られる。
リチウム基板の（φ，９０°，０°）カットにおいて、
φが０°〜１８０°の全範囲に亘って、レイリー波より
も高速の第１漏洩表面波が生起される。又、表面が電気
的開放の場合における第１漏洩表面波の伝搬損失は、φ
が、２０°、４０°、８０°、１００°、１４０°及び
１６０°付近で略零となり、電気機械結合係数Ｋ2は１
６.２％と、高い値が得られる。
【００１６】上記第２弾性表面波素子に於いては、タン
タル酸リチウム基板の（９０°，９０°，ψ）カットに
おいて、ψが０°〜１８０°の全範囲に亘って、レイリ
ー波の約２倍の位相速度を有する第２漏洩表面波が生起
される。又、ψが３１°にて、電気機械結合係数Ｋ2が
２.１４％となり、第２漏洩表面波の伝搬損失は、表面
が電気的開放及び電気的短絡の何れの場合においても、
ψが１６４°にて略零となる。
タル酸リチウム基板の（９０°，９０°，ψ）カットに
おいて、ψが０°〜１８０°の全範囲に亘って、レイリ
ー波の約２倍の位相速度を有する第２漏洩表面波が生起
される。又、ψが３１°にて、電気機械結合係数Ｋ2が
２.１４％となり、第２漏洩表面波の伝搬損失は、表面
が電気的開放及び電気的短絡の何れの場合においても、
ψが１６４°にて略零となる。
【００１７】上記第３弾性表面波素子に於いては、ニオ
ブ酸リチウム基板の（９０°，９０°，ψ）カットにお
いて、ψが０°〜１８０°の全範囲に亘って、位相速度
が約７０００ｍ／ｓと、極めて高速の第２漏洩表面波が
生起される。又、ψが３７°にて、電気機械結合係数が
１２.９％となり、第２漏洩表面波の伝搬損失は、ψが
１６４°にて略零となる。
ブ酸リチウム基板の（９０°，９０°，ψ）カットにお
いて、ψが０°〜１８０°の全範囲に亘って、位相速度
が約７０００ｍ／ｓと、極めて高速の第２漏洩表面波が
生起される。又、ψが３７°にて、電気機械結合係数が
１２.９％となり、第２漏洩表面波の伝搬損失は、ψが
１６４°にて略零となる。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、ニオブ酸リチウム基板
及びタンタル酸リチウム基板においてカット面及び弾性
表面波伝搬方向が適切に設定されて、従来よりも高い位
相速度が得られると共に、伝搬損失が少なく、然も大き
な電気機械結合係数が得られる弾性表面波素子を提供す
ることが出来る。
及びタンタル酸リチウム基板においてカット面及び弾性
表面波伝搬方向が適切に設定されて、従来よりも高い位
相速度が得られると共に、伝搬損失が少なく、然も大き
な電気機械結合係数が得られる弾性表面波素子を提供す
ることが出来る。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の一実施例につき、図面に沿っ
て詳述する。先ず、図８に基づいて、カット面及び弾性
表面波伝搬方向を特定するためのオイラー角(φ，θ，
ψ)について説明する。図示の如く結晶軸をＸ、Ｙ、Ｚ
とするとき、Ｚ軸を中心としてＸ軸をＹ軸側へ角度φだ
け回転させて、これをＡ１軸とする。次にＡ１軸を中心
としてＺ軸を反時計回りに角度θだけ回転させ、これを
Ａ２軸とする。このＡ２軸を法線としてＡ１軸を含む面
方位でカットし、基板とする。そして、該面方位にカッ
トした基板において、Ａ２軸を中心としてＡ１軸を反時
計回りに角度ψだけ回転させた軸をＡ３軸とし、このＡ
３軸を弾性表面波伝搬方向とする。このとき、カット面
及び弾性表面波伝搬方向をオイラー角(φ，θ，ψ)と表
示するのである。
て詳述する。先ず、図８に基づいて、カット面及び弾性
表面波伝搬方向を特定するためのオイラー角(φ，θ，
ψ)について説明する。図示の如く結晶軸をＸ、Ｙ、Ｚ
とするとき、Ｚ軸を中心としてＸ軸をＹ軸側へ角度φだ
け回転させて、これをＡ１軸とする。次にＡ１軸を中心
としてＺ軸を反時計回りに角度θだけ回転させ、これを
Ａ２軸とする。このＡ２軸を法線としてＡ１軸を含む面
方位でカットし、基板とする。そして、該面方位にカッ
トした基板において、Ａ２軸を中心としてＡ１軸を反時
計回りに角度ψだけ回転させた軸をＡ３軸とし、このＡ
３軸を弾性表面波伝搬方向とする。このとき、カット面
及び弾性表面波伝搬方向をオイラー角(φ，θ，ψ)と表
示するのである。
【００２０】ニオブ酸リチウム基板における第１漏洩表
面波 図１及び図２は、ニオブ酸リチウム基板の（φ，９０
°，０°）カットにおいて、表面が電気的開放(open)と
電気的短絡(short)の両場合について、第１漏洩表面波
の伝搬特性を角度φの関数として表わしたものである。
面波 図１及び図２は、ニオブ酸リチウム基板の（φ，９０
°，０°）カットにおいて、表面が電気的開放(open)と
電気的短絡(short)の両場合について、第１漏洩表面波
の伝搬特性を角度φの関数として表わしたものである。
【００２１】図１に示す様に、第１漏洩表面波の位相速
度は、表面が開放、短絡の何れの場合にも、レイリー波
の位相速度よりも大くなっている。特に、表面が開放の
場合には、速い横波(Fast Shear Wave)の速度に近い値
となる。但し、０°から１８０°に亘るφの角度範囲に
は、途中に解の得られない領域が存在する。これに対し
て、表面が短絡の場合は、第１漏洩表面波の速度は遅い
横波(SlowShear Wave)の速度に近い値となる。
度は、表面が開放、短絡の何れの場合にも、レイリー波
の位相速度よりも大くなっている。特に、表面が開放の
場合には、速い横波(Fast Shear Wave)の速度に近い値
となる。但し、０°から１８０°に亘るφの角度範囲に
は、途中に解の得られない領域が存在する。これに対し
て、表面が短絡の場合は、第１漏洩表面波の速度は遅い
横波(SlowShear Wave)の速度に近い値となる。
【００２２】この様に、表面が開放の場合と短絡の場合
の速度の差が大きく、この結果、電気機械結合係数は大
きくなる。図２は、電気機械結合係数Ｋ2及び１波長当
たりの伝搬損失を、角度φの関数として表わしたもので
ある。図示の如く、φ＝０°、６０°、１２０°及び１
８０°の付近で、電気機械結合係数Ｋ2は最大値２５.１
％となっている。
の速度の差が大きく、この結果、電気機械結合係数は大
きくなる。図２は、電気機械結合係数Ｋ2及び１波長当
たりの伝搬損失を、角度φの関数として表わしたもので
ある。図示の如く、φ＝０°、６０°、１２０°及び１
８０°の付近で、電気機械結合係数Ｋ2は最大値２５.１
％となっている。
【００２３】一方、伝搬損失は、表面が開放の場合にお
いて、φ＝２０°、４０°、８０°、１００°、１４０
°及び１６０°にて略零となり、電気機械結合係数Ｋ2
は、これらのカットにて１６.２％と、大きな値とな
る。但し、表面が短絡の場合には伝搬損失が大きい。
いて、φ＝２０°、４０°、８０°、１００°、１４０
°及び１６０°にて略零となり、電気機械結合係数Ｋ2
は、これらのカットにて１６.２％と、大きな値とな
る。但し、表面が短絡の場合には伝搬損失が大きい。
【００２４】タンタル酸リチウム基板における第２漏洩
表面波 図３及び図４は、タンタル酸リチウム基板の(９０°，
９０°，ψ)カットにおいて、表面が電気的開放及び電
気的短絡の両場合について、第２漏洩表面波の伝搬特性
を角度ψの関数として表わしたものである。
表面波 図３及び図４は、タンタル酸リチウム基板の(９０°，
９０°，ψ)カットにおいて、表面が電気的開放及び電
気的短絡の両場合について、第２漏洩表面波の伝搬特性
を角度ψの関数として表わしたものである。
【００２５】図３に示す様に、第２漏洩表面波の位相速
度は、表面が開放、短絡の何れの場合にも約６０００ｍ
／ｓと、レイリー波の約２倍の高い位相速度を有し、縦
波(Longitudinal)の位相速度に非常に近くなっている。
度は、表面が開放、短絡の何れの場合にも約６０００ｍ
／ｓと、レイリー波の約２倍の高い位相速度を有し、縦
波(Longitudinal)の位相速度に非常に近くなっている。
【００２６】図４は、電気機械結合係数及び１波長当た
りの伝搬損失を表わしている。図示の如く、ψが３１°
にて、電気機械結合係数Ｋ2は最大値２.１４％となって
いる。又、表面が電気的開放の場合における伝搬損失
は、電気的短絡の場合における伝搬損失よりも非常に小
さい。そして、表面が開放及び短絡の両場合において、
伝搬損失は、ψが１６４°にて略零となっている。
りの伝搬損失を表わしている。図示の如く、ψが３１°
にて、電気機械結合係数Ｋ2は最大値２.１４％となって
いる。又、表面が電気的開放の場合における伝搬損失
は、電気的短絡の場合における伝搬損失よりも非常に小
さい。そして、表面が開放及び短絡の両場合において、
伝搬損失は、ψが１６４°にて略零となっている。
【００２７】ニオブ酸リチウム基板における第２漏洩表
面波 図５及び図６は、ニオブ酸リチウム基板の(９０°，９
０°，ψ)カットにおいて、表面が電気的開放及び電気
的短絡の両場合について、第２漏洩表面波の伝搬特性を
角度ψの関数として表わしたものである。
面波 図５及び図６は、ニオブ酸リチウム基板の(９０°，９
０°，ψ)カットにおいて、表面が電気的開放及び電気
的短絡の両場合について、第２漏洩表面波の伝搬特性を
角度ψの関数として表わしたものである。
【００２８】図５に示す様に、第２漏洩表面波の位相速
度は約７０００ｍ／ｓと、極めて高速であり、レイリー
波の位相速度の約２倍となっている。又、第２漏洩弾性
表面波の位相速度は、電気的開放の場合と電気的短絡の
場合で異なる変化を示しており、ψが３７°では約５０
０ｍ／ｓの違いがあり、この結果、大きな機械電気結合
係数が得られる。
度は約７０００ｍ／ｓと、極めて高速であり、レイリー
波の位相速度の約２倍となっている。又、第２漏洩弾性
表面波の位相速度は、電気的開放の場合と電気的短絡の
場合で異なる変化を示しており、ψが３７°では約５０
０ｍ／ｓの違いがあり、この結果、大きな機械電気結合
係数が得られる。
【００２９】図６は、電気機械結合係数Ｋ2及び１波長
当たりの伝搬損失を、角度ψの関数として表わしたもの
である。図示の如く、ψが３７°にて、電気機械結合係
数Ｋ2は最大値１２.９％と、大きな値となっている。
又、表面が電気的開放の場合における伝搬損失は、電気
的短絡の場合における伝搬損失よりも非常に小さい。そ
して、表面が開放及び短絡の両場合において、伝搬損失
は、ψが１６４°にて略零となっている。
当たりの伝搬損失を、角度ψの関数として表わしたもの
である。図示の如く、ψが３７°にて、電気機械結合係
数Ｋ2は最大値１２.９％と、大きな値となっている。
又、表面が電気的開放の場合における伝搬損失は、電気
的短絡の場合における伝搬損失よりも非常に小さい。そ
して、表面が開放及び短絡の両場合において、伝搬損失
は、ψが１６４°にて略零となっている。
【００３０】尚、図１乃至図６に示す特性は、コンピュ
ータシミュレーションによるものであるが、本実施例で
採用した前述の特性評価手法に、例えば弾性表面波素子
のモデル化に伴う多少の誤差があったとしても、その誤
差は図１乃至図６のグラフの横軸方向には殆ど発生しな
いと考えられる。然も、本発明に係る第１漏洩表面波及
び第２漏洩表面波と従来のレイリー波とを比較する上で
は、両者に同じ大きさの誤差が含まれるから、上述の比
較結果に影響はないと言える。
ータシミュレーションによるものであるが、本実施例で
採用した前述の特性評価手法に、例えば弾性表面波素子
のモデル化に伴う多少の誤差があったとしても、その誤
差は図１乃至図６のグラフの横軸方向には殆ど発生しな
いと考えられる。然も、本発明に係る第１漏洩表面波及
び第２漏洩表面波と従来のレイリー波とを比較する上で
は、両者に同じ大きさの誤差が含まれるから、上述の比
較結果に影響はないと言える。
【００３１】上述の如く、本発明では、ニオブ酸リチウ
ム基板及びタンタル酸リチウム基板における第１漏洩表
面波及び第２漏洩表面波を理論的に研究した結果、これ
らの基板について夫々、最適なカット面及び弾性表面波
伝搬方向を見出し、これによって、従来よりも高い周波
数帯域に対応可能な弾性表面波素子を完成した。
ム基板及びタンタル酸リチウム基板における第１漏洩表
面波及び第２漏洩表面波を理論的に研究した結果、これ
らの基板について夫々、最適なカット面及び弾性表面波
伝搬方向を見出し、これによって、従来よりも高い周波
数帯域に対応可能な弾性表面波素子を完成した。
【００３２】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。
【図１】(φ，９０°，０°)カットのニオブ酸リチウム
基板を有する弾性表面波素子の位相速度についての特性
を表わすグラフである。
基板を有する弾性表面波素子の位相速度についての特性
を表わすグラフである。
【図２】同上の電気機械結合係数及び伝搬損失について
の特性を表わすグラフである。
の特性を表わすグラフである。
【図３】(９０°，９０°，ψ)カットのタンタル酸リチ
ウム基板を有する弾性表面波素子の位相速度についての
特性を表わすグラフである。
ウム基板を有する弾性表面波素子の位相速度についての
特性を表わすグラフである。
【図４】同上の電気機械結合係数及び伝搬損失について
の特性を表わすグラフである。
の特性を表わすグラフである。
【図５】(９０°，９０°，ψ)カットのニオブ酸リチウ
ム基板を有する弾性表面波素子の位相速度についての特
性を表わすグラフである。
ム基板を有する弾性表面波素子の位相速度についての特
性を表わすグラフである。
【図６】同上の電気機械結合係数及び伝搬損失について
の特性を表わすグラフである。
の特性を表わすグラフである。
【図７】弾性表面波素子の一構成例を示す平面図であ
る。
る。
【図８】オイラー角表示を説明する図である。
(１) 基板 (２) 電極 (３) 反射器
Claims (6)
- 【請求項１】 ニオブ酸リチウムからなる圧電基板上
に、弾性表面波を伝搬させるための電極を形成した弾性
表面波素子に於いて、該圧電基板のカット面及び弾性表
面波伝搬方向を、オイラー角表示で(φ，θ，ψ)及びこ
れと実質的に等価な範囲とするとき、φを０°〜１８０
°の範囲、θを９０°、ψを０°に設定したことを特徴
とする弾性表面波素子。 - 【請求項２】 φは、２０°、４０°、８０°、１００
°、１４０°、又は１６０°に設定される請求項１に記
載の弾性表面波素子。 - 【請求項３】 タンタル酸リチウムからなる圧電基板上
に、弾性表面波を伝搬させるための電極を形成した弾性
表面波素子に於いて、該圧電基板のカット面及び弾性表
面波伝搬方向を、オイラー角表示で(φ，θ，ψ)及びこ
れと実質的に等価な範囲とするとき、φを９０°、θを
９０°、ψを０°〜１８０°の範囲に設定したことを特
徴とする弾性表面波素子。 - 【請求項４】 ψは、３１°又は１６４°に設定される
請求項３に記載の弾性表面波素子。 - 【請求項５】 ニオブ酸リチウムからなる圧電基板上
に、弾性表面波を伝搬させるための電極を形成した弾性
表面波素子に於いて、該圧電基板のカット面及び弾性表
面波伝搬方向を、オイラー角表示で(φ，θ，ψ)及びこ
れと実質的に等価な範囲とするとき、φを９０°、θを
９０°、ψを０°〜１８０°の範囲に設定したことを特
徴とする弾性表面波素子。 - 【請求項６】 ψは、３７°又は１６４°に設定される
請求項５に記載の弾性表面波素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14267295A JP3281510B2 (ja) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | 弾性表面波素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14267295A JP3281510B2 (ja) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | 弾性表面波素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08316781A true JPH08316781A (ja) | 1996-11-29 |
| JP3281510B2 JP3281510B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=15320827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14267295A Expired - Fee Related JP3281510B2 (ja) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | 弾性表面波素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3281510B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997033368A1 (fr) * | 1996-03-08 | 1997-09-12 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Element pour ondes acoustiques de surface et telephone portatif l'utilisant |
| US6556104B2 (en) * | 2000-08-31 | 2003-04-29 | Sawtek, Inc. | Surface acoustic wave devices using optimized cuts of a piezoelectric substrate |
| JP2007104057A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Seiko Epson Corp | 弾性表面波デバイス |
| USRE39975E1 (en) | 1999-09-02 | 2008-01-01 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Surface acoustic wave device and communication device |
| US7355319B2 (en) * | 2004-01-13 | 2008-04-08 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Boundary acoustic wave device |
| US7474033B2 (en) | 2004-06-09 | 2009-01-06 | Seiko Epson Corporation | Surface acoustic wave device, method of manufacturing the same, and electronic apparatus |
| WO2010137279A1 (ja) * | 2009-05-27 | 2010-12-02 | パナソニック株式会社 | 弾性波共振器と、これを用いたアンテナ共用器 |
| WO2011037145A1 (ja) * | 2009-09-25 | 2011-03-31 | 株式会社村田製作所 | 弾性表面波装置 |
| JP2014505441A (ja) * | 2011-02-04 | 2014-02-27 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | 広帯域ｓａｗフィルタ |
| JP2018026695A (ja) * | 2016-08-10 | 2018-02-15 | 株式会社日本製鋼所 | 接合基板、弾性表面波素子、弾性表面波デバイスおよび接合基板の製造方法 |
| WO2019082806A1 (ja) * | 2017-10-23 | 2019-05-02 | 京セラ株式会社 | 弾性波素子 |
| US11777469B2 (en) | 2017-06-14 | 2023-10-03 | The Japan Steel Works, Ltd. | Bonded substrate, surface acoustic wave element, surface acoustic wave element device, and bonded substrate manufacturing method |
-
1995
- 1995-05-17 JP JP14267295A patent/JP3281510B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (20)
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| JP4613779B2 (ja) * | 2005-09-30 | 2011-01-19 | セイコーエプソン株式会社 | 弾性表面波デバイス |
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| US8304959B2 (en) | 2009-09-25 | 2012-11-06 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Surface acoustic wave device |
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| WO2011037145A1 (ja) * | 2009-09-25 | 2011-03-31 | 株式会社村田製作所 | 弾性表面波装置 |
| JP5655787B2 (ja) * | 2009-09-25 | 2015-01-21 | 株式会社村田製作所 | 弾性表面波装置 |
| JP2014505441A (ja) * | 2011-02-04 | 2014-02-27 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | 広帯域ｓａｗフィルタ |
| US8941451B2 (en) | 2011-02-04 | 2015-01-27 | Epcos Ag | Broadband SAW filter |
| JP2018026695A (ja) * | 2016-08-10 | 2018-02-15 | 株式会社日本製鋼所 | 接合基板、弾性表面波素子、弾性表面波デバイスおよび接合基板の製造方法 |
| US11502665B2 (en) | 2016-08-10 | 2022-11-15 | The Japan Steel Works, Ltd. | Method of manufacturing bonded substrate |
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| WO2019082806A1 (ja) * | 2017-10-23 | 2019-05-02 | 京セラ株式会社 | 弾性波素子 |
| JPWO2019082806A1 (ja) * | 2017-10-23 | 2020-10-22 | 京セラ株式会社 | 弾性波素子 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3281510B2 (ja) | 2002-05-13 |
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