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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2026-10-21 11:25 GHz帯パルスエコー法を用いて評価した直流電界印加中のKNNエピ薄膜のQm特性 ○味田ここの・柳谷隆彦（早大）  US2026-53 |
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| 抄録 | （和） | (K, Na)NbO3 (KNN)エピタキシャル薄膜は，PZT系薄膜に比べて高いQm値を持つことがわかっている。高いkt2値とQm値の両立が求められるBAWフィルタへの応用が期待できる．本研究では，更なるQm値向上を目指して，直流電界印加によって強誘電体が持つドメイン壁の振動が抑制されることでQm値が向上するか検証した．まず，導電性La-STO3基板の片面に配向性の良好なエピタキシャルK0.35Na0.65NbO3薄膜を作製し，反対側にQm値を評価するためのScAlN超音波トランスデューサ薄膜を作製した．予備実験として，直流電界を印加しながらKNNエピ薄膜の変換損失を測定し，Masonモデルで再現した理論曲線と比較することで，電気機械結合係数のヒステリシス曲線を取得した．その後，直流電界を印加しながら，パルスエコー法を用いてQm値を評価し，両者のヒステリシスを比較した．分極反転中におそらくはドメイン壁での音響散乱が要因でQm値が劣化する現象を観測できた。また，電界ゼロのとき2 GHzにおけるQm値は440，抗電界より大きな電界印加時の2 GHzにおけるQm値の最大値は460と，電界印加による明瞭な効果は認められなかった．本研究では，ドメインの少ないエピタキシャル薄膜でかつドメイン壁が追随しないGHz帯での測定であったため，ドメインの多い圧電セラミックスおMHz帯の実験のような明瞭な効果が観測できなかったのかもしれない． |
| （英） | The thin film materials for BAW filters require both high kt2 and high intrinsic mechanical quality factor Qm. Comparing with the PZT films, epitaxial KNN films are good candidate for BAW filter application because they exhibit both high kt2 and high Qm.. In this study, we consider that applying the DC bias suppresses the domain wall vibration of the epitaxial KNN thin film and thus further improves Qm of the KNN film. First, Au/ScAlN transducer/La-SrTiO3 conductive substrate/epitaxial K0.35Na0.65NbO3 thin film specimen/Au were prepared. As a preliminary measurement, domain wall behavior during DC voltage application was investigated through kt2 characterization to clarify polarization condition. In the main measurement, Qm of the KNN layers were evaluated using pulse-echo technique by generating ultrasonic waves from ScAlN ultrasonic transducer film, with varying DC voltage to the epitaxial KNN film. We observed a degradation of the Qm value during polarization inversion process, which is likely attributable to acoustic scattering at domain walls. Qm at 2 GHz of as-grown epitaxial KNN film was found to be 440, and the maximum Qm at 2 GHz was found to be 460. The lack of a significant improvement may be attributed to the low density of domain walls in the epitaxial thin films and the high frequency GHz range where domain wall movement can no longer follow. In bulk piezoelectric ceramic plate with a high density of domain walls, a clear effect have been observed because of the MHz range operation. | |
| キーワード | （和） | (K, Na)NbO3 (KNN) / 機械的品質係数 / Qm / 音響減衰 / パルスエコー法 / エピタキシャル薄膜 / 直流電界 / 分極反転 |
| （英） | (K, Na)NbO3 (KNN) / Intrinsic mechanical quality factor / Qm / Attenuation / Pulse-echo technique / Epitaxial thin film / DC bias / Polarization inversion | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 126, no. 203, US2026-53, pp. 28-33, 2026年10月. | |
| 資料番号 | US2026-53 | |
| 発行日 | 2026-10-14 (US) | |
| ISSN | Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | US2026-53 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | US |
| 開催期間 | 2026-10-21 - 2026-10-21 |
| 開催地（和） | 東北大学 青葉山キャンパス 復興記念教育研究未来館 復興記念ホール+ オンライン開催 |
| 開催地（英） | Tohoku Univ. & Online |
| テーマ（和） | 光音響，医用超音波，超音波一般 (共催：東北大学電気通信研究所 超音波エレクトロニクス研究会，レーザー学会 光音響イメージング技術専門委員会) |
| テーマ（英） | Photoacoustics, Ultrasound in medicine, Ultrasonics, etc. |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | US |
| 会議コード | 2026-10-US |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | GHz帯パルスエコー法を用いて評価した直流電界印加中のKNNエピ薄膜のQm特性 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Qm evaluation of KNN epitaxial films under DC bias using ultrasonic pulse echo method |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | (K, Na)NbO3 (KNN) / (K, Na)NbO3 (KNN) |
| キーワード(2)（和/英） | 機械的品質係数 / Intrinsic mechanical quality factor |
| キーワード(3)（和/英） | Qm / Qm |
| キーワード(4)（和/英） | 音響減衰 / Attenuation |
| キーワード(5)（和/英） | パルスエコー法 / Pulse-echo technique |
| キーワード(6)（和/英） | エピタキシャル薄膜 / Epitaxial thin film |
| キーワード(7)（和/英） | 直流電界 / DC bias |
| キーワード(8)（和/英） | 分極反転 / Polarization inversion |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 味田 ここの / Cocono Mita / ミタ ココノ |
| 第1著者 所属（和/英） | 早稲田大学/材研 (略称： 早大) Waseda University/ZAIKEN (略称： Waseda Univ.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 柳谷 隆彦 / Takahiko Yanagitani / ヤナギタニ タカヒコ |
| 第2著者 所属（和/英） | 早稲田大学/材研 (略称： 早大) Waseda University/ZAIKEN (略称： Waseda Univ.) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2026-10-21 11:25:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | US |
| 資料番号 | US2026-53 |
| 巻番号（vol） | vol.126 |
| 号番号（no） | no.203 |
| ページ範囲 | pp.28-33 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2026-10-14 (US) |
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