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A Method for Evaluating Homogeneity of Ca 3 Ta(Ga 0.5 Al 0.5 ) 3 Si 2 O 14 Single Crystal by the Line-Focus-Beam Ultrasonic Material Characterization System
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Ohashi, Yuji |
| Copyright Year | 2015 |
| Abstract | 【背景と目的】 ランガサイト型単結晶は高温環境下で動作する圧力センサーや、弾性表面波 (SAW)・バルク波(BAW)を用いた次世代通信用の振動子やフィルター等の圧電デバイス材料とし て期待されている。Ca3TaGa3Si2O14 (CTGS)はその候補の一つである。CTGS に含有する高価な原 料である Gaを削減するために、チョクラルスキー(CZ)法により CTGSの Gaを Alで 50%置換し た Ca3Ta(Ga0.5Al0.5)3Si2O14 (CTGAS) 単結晶の育成に成功した。本結晶を実際の圧電デバイスへ応 用していく上では、均質な結晶を育成することが重要である。本報告では、直線集束ビーム超音 波材料解析(LFB-UMC)システムを用いて結晶の均質性を評価する方法について検討を行う。 【実験方法と結果】 CZ法により育成した Y軸引き上げの CTGAS単結晶インゴットを準備し た。結晶のサイズは 1 inch×60 mmである。このインゴットから Y-cut基板を切出し両面光学研 磨した試料を準備した。この試料に対し LFB-UMC システムを用いて水を負荷した試料表面上を 伝搬する漏洩弾性表面波(LSAW)の速度を 225 MHzにて測定した。図 1は異なる伝搬方向の LSAW 速度の分布を測定した結果を示す。図 1において、座標(5 mm, 2 mm)の辺りを中心として同心円 状の速度変化が観測される。図 2 は図 1 の X 軸伝搬の結果を横軸に、Z 軸伝搬の結果を縦軸にし て両者の関係をプロットした結果である。図 2 において、○は CTGS と CTGAS に対して決定し た材料定数を用いて計算した結果、実線は○の計算結果に対する近似直線、青点と橙点はそれぞ れ図 1 の結果の結晶中心部と結晶周辺部のデータであることを示している。図 2 において青点の 結果が計算値の実線上の並んでいることがわかる。したがって、結晶中心部での速度変化は Al 置換量のわずかな変動に起因するものであると言える。一方、橙点は実線上には並んでいないた め、結晶周辺部での速度変化は他の要因によるものであると考えられる。本超音波手法によれば、 結晶内の組成変動を圧電デバイス特性に影響を与える速度変動として評価することができる。 |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://confit.atlas.jp/guide/event-img/jsap2015s/12a-D13-5/public/pdf?type=in |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
