JPS5947889B2 - 弾性表面波トランスジユ−サ - Google Patents
弾性表面波トランスジユ−サInfo
- Publication number
- JPS5947889B2 JPS5947889B2 JP12904177A JP12904177A JPS5947889B2 JP S5947889 B2 JPS5947889 B2 JP S5947889B2 JP 12904177 A JP12904177 A JP 12904177A JP 12904177 A JP12904177 A JP 12904177A JP S5947889 B2 JPS5947889 B2 JP S5947889B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- surface acoustic
- acoustic wave
- wave transducer
- frequency
- josephson element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/0296—Surface acoustic wave [SAW] devices having both acoustic and non-acoustic properties
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、周波数可変の高周波電磁波発振器を内蔵した
同調可能な波長可変弾性表面波トランスジューサに関す
る。
同調可能な波長可変弾性表面波トランスジューサに関す
る。
従来、主として用いられている弾性表面波トランスジュ
ーサとしでは、（１）、バルク音波を弾性表面波に機械
的に変換する方法と、（２）、圧電物質表面上に直接弾
性表面波を励起するためにインターディジタル電極を用
いる方法とがある。
ーサとしでは、（１）、バルク音波を弾性表面波に機械
的に変換する方法と、（２）、圧電物質表面上に直接弾
性表面波を励起するためにインターディジタル電極を用
いる方法とがある。
しかしながら、上記の二つの方法では、高周波弾性表面
波の発生、特に波長可変な高周波弾性表面波の発生は次
の二点で困難であることが知られている。
波の発生、特に波長可変な高周波弾性表面波の発生は次
の二点で困難であることが知られている。
（イ）波長可変な高周波電磁波発振器が非常に大型かつ
高価な装置であること。
高価な装置であること。
（ロ）高周波電磁振動を高周波音波に変換するにはは波
長に対して同調をとる必要があるが、（１）の方法にお
゛ける高周波バルク波の発生のためには薄い圧電膜が必
要であり、（２）の方法のためには、細い金属電極をせ
まい間隔をへだてて多数配置する必要がある。
長に対して同調をとる必要があるが、（１）の方法にお
゛ける高周波バルク波の発生のためには薄い圧電膜が必
要であり、（２）の方法のためには、細い金属電極をせ
まい間隔をへだてて多数配置する必要がある。
ところがＩ ＧＨｚ （ギガヘルツ）以上の高周波弾性
表面波を発生させるための圧電膜や細い金属電極アレイ
の作製は非常に困難であり、まして波長可変な弾性表面
波の発生は不可能である。
表面波を発生させるための圧電膜や細い金属電極アレイ
の作製は非常に困難であり、まして波長可変な弾性表面
波の発生は不可能である。
本発明は、ジョセフソン接合を用いた、周波数可変の高
周波電磁波発振器内蔵型の、同調可能な新しい波長可変
弾性表面波トランスジューサを提供するもので、以下図
面を用いて一実施例を説明する。
周波電磁波発振器内蔵型の、同調可能な新しい波長可変
弾性表面波トランスジューサを提供するもので、以下図
面を用いて一実施例を説明する。
第１図および第２図において、１は基板で、シリコンや
ガラスなどで構成される。
ガラスなどで構成される。
２は基板上に形成された圧電膜で、たとえば酸化亜鉛の
ような圧電体による薄膜である。
ような圧電体による薄膜である。
なお、基板１と圧電膜２のかわりに圧電体による基板を
利用してもよい。
利用してもよい。
３はジョセフソン素子で、第１図に示すようなトンネル
型のものが使用され、圧電膜２上に形成される。
型のものが使用され、圧電膜２上に形成される。
４は５ｉＯｚのような絶縁膜でジョセフソン素子３のジ
ャンクション部分３１（例えばｐｂｏ）を覆って圧電膜
２上に形成される。
ャンクション部分３１（例えばｐｂｏ）を覆って圧電膜
２上に形成される。
ジョセフソン素子３の超電導金属薄膜部分３２（たとえ
ばｐｂ）は絶縁膜４で覆われず露出させる。
ばｐｂ）は絶縁膜４で覆われず露出させる。
５はジョセフソン素子３に加える磁場発生用の金属線路
で、ジョセフソン素子３のジャンクションの方向（第２
図の上下方向）に直交する方向に延びている。
で、ジョセフソン素子３のジャンクションの方向（第２
図の上下方向）に直交する方向に延びている。
６はジョセフソン素子３に高周波電磁振動を励起させる
ための直流電圧源、７は磁場発生用の直流電流源または
直流パルス電流源である。
ための直流電圧源、７は磁場発生用の直流電流源または
直流パルス電流源である。
高周波電磁振動励起用の外部直流電圧源６により電圧を
ジャンクション３１にかけると、ｆ ＝ ２ ｅＶ／ｈ
（ｅ ：電子電荷、ｈニブランク定数）の周波数の高
周波電磁振動がジャンクション部分３１を流れる電流振
動として起こる。
ジャンクション３１にかけると、ｆ ＝ ２ ｅＶ／ｈ
（ｅ ：電子電荷、ｈニブランク定数）の周波数の高
周波電磁振動がジャンクション部分３１を流れる電流振
動として起こる。
一方磁場発生用電流源７により、磁場発生用金属線路５
に電流を流すことにより、磁場Ｈがジャンクション部分
３１に発生する。
に電流を流すことにより、磁場Ｈがジャンクション部分
３１に発生する。
その結果、ジャンクション部分３１を流れる電流はに＝
２ｅｄＨ／ｈｃ （ｂ ：ジャンクション部分３１の
長さに磁場侵入度の２倍を加えたもの、ｈニブランク定
数を２πで割ったもの、Ｃ：光速）の波数のパターンを
示し、電流の流れる方向が空間的にも変化する。
２ｅｄＨ／ｈｃ （ｂ ：ジャンクション部分３１の
長さに磁場侵入度の２倍を加えたもの、ｈニブランク定
数を２πで割ったもの、Ｃ：光速）の波数のパターンを
示し、電流の流れる方向が空間的にも変化する。
電流ｊは２ｅ ２ｅｄ
ｊ ＝ｊｃｓｉｎ （２πｆｔ−ｋｙ） ＝ｊｃｓｉｎ
〔−Ｖｔ −−Ｈｙｌｈ ｈｃ （ｊｃ：定数）（１） のように書かれる。
〔−Ｖｔ −−Ｈｙｌｈ ｈｃ （ｊｃ：定数）（１） のように書かれる。
（ｔ：時間、ｙ：ｙ方向の路離）マックスウェルの方程
式 ％式％（２） （３） ：） から（１）式の・よ：うにｓｉｎ （ω１−ｋｙ） （
ここにω＝２πｆ）の形の電流Ｊ＝ （ｊ、 Ｏ，ｏ）
が流れると、５ｉｎ（ωｔ−ｋｙ）の形で変化する速度
がｖ＝ｗ／にの磁場Ｈ＝ （Ｑ、Ｑ、Ｈ’）と電場Ｅ＝
（Ｅ’、Ｑ、Ｑ）。
式 ％式％（２） （３） ：） から（１）式の・よ：うにｓｉｎ （ω１−ｋｙ） （
ここにω＝２πｆ）の形の電流Ｊ＝ （ｊ、 Ｏ，ｏ）
が流れると、５ｉｎ（ωｔ−ｋｙ）の形で変化する速度
がｖ＝ｗ／にの磁場Ｈ＝ （Ｑ、Ｑ、Ｈ’）と電場Ｅ＝
（Ｅ’、Ｑ、Ｑ）。
が発生する。
この電場Ｅが電膜２に作用し、弾性表面波が発生する。
同調をとるには、磁場Ｈ電場Ｅの速度Ｖ＝ω／ｋが基板
１または圧電膜２での弾性表面波の音速ｖｓに等しくな
るようにすればよい。
１または圧電膜２での弾性表面波の音速ｖｓに等しくな
るようにすればよい。
これには、ジョセフソン素子３へ加える電圧■および磁
場Ｈを変化させればよく、直流電圧源６、直流電流源７
のいずれか一方または両方を可変としておけばよい。
場Ｈを変化させればよく、直流電圧源６、直流電流源７
のいずれか一方または両方を可変としておけばよい。
直流電圧源６の電圧を可変とし、ジョセフソン素子３へ
加える電圧Ｖを制御すると、波長可変の高周波弾性表面
波を発生させることができる。
加える電圧Ｖを制御すると、波長可変の高周波弾性表面
波を発生させることができる。
すなわち、前述したようにジョセフソン接合に直流電圧
Ｖをかけると、周波数ｆが ｆ ＝ ２ ｅｖ／ｈ＝４．８４Ｘ １０７Ｖ （Ｈｚ
）の高周波電磁振動が起こる。
Ｖをかけると、周波数ｆが ｆ ＝ ２ ｅｖ／ｈ＝４．８４Ｘ １０７Ｖ （Ｈｚ
）の高周波電磁振動が起こる。
したがって発生する弾性表面波の周波数もｆ ＝４８．
４Ｖ （Ｍ Ｈｚ）の高周波となり、直流電圧源６の電
圧■を制御することによりＭＨｚ〜ＧＨｚのオーダーの
広帯域にわたり高周波弾性表面波を自由に発生させるこ
とができる。
４Ｖ （Ｍ Ｈｚ）の高周波となり、直流電圧源６の電
圧■を制御することによりＭＨｚ〜ＧＨｚのオーダーの
広帯域にわたり高周波弾性表面波を自由に発生させるこ
とができる。
一方、直流電流源７の電流を可変とし、金属線路５に流
す電流を変化させると、ジョセフソン接合に加わる磁場
Ｈを変化させることができる。
す電流を変化させると、ジョセフソン接合に加わる磁場
Ｈを変化させることができる。
この結果、ジョセフソン接合を流れる電流の波数を制御
することができ、弾性表面波の波数との同調をとること
ができる。
することができ、弾性表面波の波数との同調をとること
ができる。
なお、ジョセフソン素子としてトンネル型のかわりにフ
刃ツジ型を用いれば、磁場Ｈ１、電場Ｅ′の方向を変え
ることができる。
刃ツジ型を用いれば、磁場Ｈ１、電場Ｅ′の方向を変え
ることができる。
また、ジョセフソン素子３のジャンクション部分をＰｂ
Ｏなとの代りに圧電薄膜（例えばＺｎ０） で構成す
れば、非圧電基板上に直接ジョセフソン素子を設けるこ
ともできる。
Ｏなとの代りに圧電薄膜（例えばＺｎ０） で構成す
れば、非圧電基板上に直接ジョセフソン素子を設けるこ
ともできる。
以上のように、このジョセフソン素子の接合に直流電圧
を印加するとともに磁場を与え、接合部分に流れる電流
により発生させた電場を圧電膜に与えて周波数可変、同
調可能な広帯域の高周波弾性表面波を発生させることが
できる弾性表面波トランスジューサを提供するものであ
る。
を印加するとともに磁場を与え、接合部分に流れる電流
により発生させた電場を圧電膜に与えて周波数可変、同
調可能な広帯域の高周波弾性表面波を発生させることが
できる弾性表面波トランスジューサを提供するものであ
る。
本発明によれば、
１ ■（ｚ−ＧＨｚの広帯域、高周波の弾性表面を発生
させることができる。
させることができる。
２ ジョセフソン接合に加える直流電圧を変化させるこ
とにより、弾性表面波の周波数を変化させることができ
る。
とにより、弾性表面波の周波数を変化させることができ
る。
３ 高周波、広帯域発振器が内蔵された構成であること
。
。
４ 金属線路に流す電流を変化させることにより、弾性
表面波の波数との同調がとれること。
表面波の波数との同調がとれること。
５ モノリシック構造であるため、再現性が向上しまた
集積化が可能である。
集積化が可能である。
などのすぐれた効果を有する。
第１図は本発明による弾性表面波トランスジューサの実
施例を示す平面図、第２図は第１図のＡ−Ａ’線断面図
である。 １・・・・・・基板、２・・・・・・圧電膜、３・・・
・・・ジョセフソン素子、４・・・・・・絶縁膜、５・
・・・・・金属線路、６・・・・・・直流電圧源、７・
・・・・・直流電流源。
施例を示す平面図、第２図は第１図のＡ−Ａ’線断面図
である。 １・・・・・・基板、２・・・・・・圧電膜、３・・・
・・・ジョセフソン素子、４・・・・・・絶縁膜、５・
・・・・・金属線路、６・・・・・・直流電圧源、７・
・・・・・直流電流源。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 圧電膜上にジョセフソン素子を形成し、ジョセフソ
ン素子のジャンクション部分を覆って形成された絶縁膜
上に金属線路を設け、前記ジョセフソン素子の絶縁膜で
覆われていない超電導金属薄膜部分より直流電圧を印加
するととも゛に、前記金属線路に直流電流を流すことを
特徴とする弾性表面波トランスジューサ。 ２ 圧電膜が非圧電基板上に形成されたものである特許
請求の範囲第１項記載の弾性表面波トランスジューサ。 ３ 圧電膜が圧電体基板により構成されたことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の弾性表面波トランスジ
ューサ。 ４ ジョセフソン素子がトンネル型である特許請求の範
囲第１項記載の弾性表面波トランスジューサ。 ５ 直流電圧が可変である特許請求の範囲第１項記載の
弾性表面波トランジューサ。 ６ 直流電流が可変である特許請求の範囲第１項記載の
弾性表面波トランスジューサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12904177A JPS5947889B2 (ja) | 1977-10-26 | 1977-10-26 | 弾性表面波トランスジユ−サ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12904177A JPS5947889B2 (ja) | 1977-10-26 | 1977-10-26 | 弾性表面波トランスジユ−サ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5461891A JPS5461891A (en) | 1979-05-18 |
| JPS5947889B2 true JPS5947889B2 (ja) | 1984-11-22 |
Family
ID=14999627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12904177A Expired JPS5947889B2 (ja) | 1977-10-26 | 1977-10-26 | 弾性表面波トランスジユ−サ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5947889B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03123290U (ja) * | 1990-03-28 | 1991-12-16 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007191182A (ja) * | 2006-01-18 | 2007-08-02 | Hiromi Hizume | まとめバンド |
-
1977
- 1977-10-26 JP JP12904177A patent/JPS5947889B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03123290U (ja) * | 1990-03-28 | 1991-12-16 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5461891A (en) | 1979-05-18 |
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