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NTTと東北大、超音波振動で信号増幅をおこなう新しいメカニカル素子を実現

企業:NTT

発表日:2018年4月6日

超音波振動で信号増幅をおこなう新しいメカニカル素子を実現

~フォノニック結晶を用いて信号波形の圧縮に成功~

日本電信電話株式会社(本社:東京都千代田区、代表取締役社長:鵜浦博夫、以下 NTT)と国立大学法人東北大学(宮城県仙台市、総長:大野英男、以下 東北大)は、フォノニック結晶と呼ばれる、超音波振動の「流れ」を操ることができる音波の人工結晶を用いて、波形圧縮による信号の増幅動作を実証しました。

本技術は、携帯電話をはじめとする移動体通信システムに用いられる高周波フィルタ等の信号処理デバイスに応用できるため、波形圧縮や増幅効果による低消費電力化に加え、小型・集積化、さらには高機能化に繋がることが期待されます。

この成果は、2018年4月6日(英国時間)に英国科学雑誌「ネイチャー・コミュニケーションズ(Nature Communications)」のオンライン版に公開されます。

なお、本研究の一部は文部科学省新学術領域『"ハイブリッド量子科学"』ならびに東北大学『マルチディメンジョン物質理工学リーダー養成プログラム』の一環として行われました。

【研究の背景】

音叉をたたくと、その構造によってきまる特定の周波数の音が発生することはよく知られています。

同じようにMEMS(マイクロ電気機械システム)(※1)と呼ばれる微小な構造を振動させると、超音波という人間の耳では聞こえない高い周波数の振動が引き起こされます。最新の移動体通信システムでは、この現象を利用した表面弾性波フィルタ(※2)や発振素子などのMEMS振動子が、送受信した高周波信号の処理に応用されています。NTTの研究チームでは、このMEMS振動子の作製技術をベースにしたフォノニック結晶(※3)と呼ばれる新しい「音の人工結晶」を作製し、それをプラットフォームに使用した超音波振動(※4)の伝搬を制御する技術の研究を進めてきました。フォノニック結晶を使うことで、超音波の分散(※5)制御が可能となり、これにより既存のMEMSで困難であった超音波振動の進む速さや波長の制御が実現できます。

*以下は添付リリースを参照

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

添付リリース

http://release.nikkei.co.jp/attach_file/0476650_01.pdf

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