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チューナブルキャパシタ コモンズ

国内特許コード P120008423
掲載日 2012年12月21日
出願番号 特願2012-174483
公開番号 特開2014-036022
登録番号 特許第6032701号
出願日 平成24年8月7日(2012.8.7)
公開日 平成26年2月24日(2014.2.24)
登録日 平成28年11月4日(2016.11.4)
発明者
  • 岩田 真
  • 前田 雅輝
  • 田中 数機
出願人
  • 国立大学法人 名古屋工業大学
発明の名称 チューナブルキャパシタ コモンズ
発明の概要 【課題】電界に対する誘電率変化の大きい材料を用いて得られるチューナブルキャパシタを提供する。
【解決手段】強誘電体の電界誘起相転移および臨界点近傍での大きな誘電チューナビリティーを利用したチューナブルキャパシタにおいて、電界が0~10kV/cmのとき、前記誘電チューナビリティーTがT≧80%とする。(誘電チューナビリティーT=(ε(0)-ε(E))/ε(0)×100(%)で表される。ε(0),ε(E)はそれぞれ、電場ゼロと電場(E)での誘電率である。)
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



キャパシタ(コンデンサ)は共振回路やフィルタ回路に使われることは広く知られているが、容量可変であるキャパシタを用いると、共振回路やフィルタ回路の特性周波数の電気的コントロールが可能になる。このような容量可変のキャパシタとして、対向電極の面積を機械的に変えるタイプが一般的に知られている。一方、対向電極の距離を可変するものとして、印加電圧により電極間距離が変化して容量が変わる技術が開示されている(特開2008-10717公報参照)。





前記対向電極の面積あるいは電極間距離を変えること以外に、電極に挟まれる誘電体の誘電率を変えることにより容量を変える方法も知られている。例えば、強誘電体に交流電界以外に外部DCバイアス電界(電界)を与えると一般に誘電率は小さくなる。(この現象は、分極の電場に対する非線形性や分域壁構造の変化などによると考えられているが、まだそのメカニズムは良くわかっていない。)。その中で誘電率の電界依存性が大きい材料を利用して容量可変のキャパシタを作製することが原理的には可能である。しかし、DCバイアス電場下におけるACプローブ電場に対する誘電率は、分域構造によって周波数依存性と履歴現象を示し、電界変化に対する誘電率変化が不安定であるという問題がある。





さらに、強誘電体にはリラクサと呼ばれる散漫な相転移を起こして誘電率が変化する物質があり、比較的大きなチューナビリティーが得られることが知られている(非特許文献1~3参照)。例えば、非特許文献1では、図5に示すように、強誘電体であるBa(ZrTi1-y)Oに関する誘電率の電場依存性が記載されている。電場が0~±5kVにおいて、電界1kV/cmあたり、誘電率が500程度変化するという比較的大きな誘電率の電場依存性がある。しかし、このリラクサタイプの誘電率変化は、緩和現象ゆえに特性の安定性あるいは経時変化の問題がある。

産業上の利用分野



本発明は、容量の調整ができるキャパシタに関する。特にDCバイアス電圧によってキャパシタの電気容量を変化させることができる素子(誘電体チューナビリティー素子)に関するものである

特許請求の範囲 【請求項1】
強誘電体の電界誘起相転移および臨界点近傍での誘電チューナビリティーを利用したチューナブルキャパシタにおいて、電界が0~10kV/cmのとき、前記誘電チューナビリティーTがT≧80%であるチューナブルキャパシタ。
(誘電チューナビリティーT=(ε(0)-ε(E))/ε(0)×100(%)で表される。ε(0),ε(E)はそれぞれ、電場ゼロと電場(E)での誘電率である。)

【請求項2】
前記誘電チューナビリティーTがT<0である請求項1記載のチューナブルキャパシタ。
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2012174483thum.jpg
出願権利状態 登録
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