低損失ボールSAW素子

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研究代表者:
山中 一司 (東北大学 未来科学技術共同研究センター 教授)
研究課題:
多種類の危険・有害ガスに対する携帯型高感度ガスセンサシステム

技術解説

結晶のZ軸のみでなくXY方位を制御した素子を作成し、素子を周回する弾性表面波(SAW;surface acoustic wave)の伝搬状態を、別のすだれ状電極を接近させ観察する図1に示す装置を開発した。その結果、SAWは図2に示すように赤道から最大2度程度蛇行する帯状の経路を伝搬するが、その幅はほぼ一定のコリメートビームであることを確認した。さらにこの蛇行経路上の位置にすだれ状電極を作成すれば、SAWは周回数によらずこの経路を安定して周回することを見出した。これは高い再現性を持って低損失なボールSAW素子を製造するために重要な進展であり、超音波工学の分野で高く評価された(2008超音波シンポジウム奨励賞受賞)。

概要図

図1  ボールSAWデバイスの赤道近傍のSAWの強度分布の計測方法

図1 ボールSAWデバイスの赤道近傍のSAWの強度分布の計測方法

図2  1周目のSAWの強度の計測結果(φ=180°がすだれ状電極の位置)

図2 1周目のSAWの強度の計測結果(φ=180°がすだれ状電極の位置)

論文等

  1. 甲斐智司,大手一憲,辻俊宏,三原毅, 大木恒郎,中曽教尊,佐藤一太郎,吹浦健,田中秀一,山中一司 : ボールSAW素子高度化のための電極接近制御による水晶球のSAW計測, 電子情報通信学会技術研究報告, US2006-38 ,(2006) ,13-17
  2. S. Kai, K. Ote, T. Mihara, T. Ohgi, N. Nakaso, I. Satoh, T. Fukiura, H.Tanaka and K. Yamanaka, "Measurement of SAW on a quartz ball with proximate electrodes to improve waveforms of ball SAW device", Proc. Symp. Ultrason. Electron., 27, pp.99-100(2006)
  3. 赤尾慎吾, 甲斐智司, 大手一憲, 岩田尚也,辻俊宏,三原毅, 中曽教尊, 山中一司 : 単結晶球を用いたボールSAW素子の波動伝搬解析, 電子情報通信学会技術研究報告, US2006-76 ,(2006) ,7-12
  4. 大手一憲,柳沢恭行,赤尾慎吾,中曽教尊,山中一司: 非接触IDTを用いた方位制御装置によるボールSAW素子の異方性解析, 電子情報通信学会技術研究報告,US2007-46,(2007),19-24
  5. Takayuki Yanagisawa, Kazunori Ote, Tsuneo Ohgi, Noritaka Nakaso, and Kazushi Yamanaka, Observation of SAW propagation on a quartz ball with concave proximate electrodes, Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics, 28, (2007), 103-104
  6. Takayuki YANAGISAWA, Kazunori OTE, Tsuneo OHGI, Noritaka NAKASO, and Kazushi YAMANAKA: Observation of Surface Acoustic Wave Propagation on a Quartz Ball with Concave Proximate Electrodes, Japanese Journal of Applied Physics,47(5),(2008),4081-4085
  7. Takayuki Yanagisawa, Tsuneo Ohgi, Noritaka Nakaso, Kazushi Yamanaka, Development of Orientation Controlled Ball Surface Acoustic Wave Device with Optimal IDT Position and Analysis of Propagation Chracteristics, Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics, 29, (2008), 251-252

関連特許

関連リンク

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