机电滤波器以及采用其的电路和电设备制造技术

一种机电滤波器，其能够通过采用优异导电性的碳纳米管等的微振荡器而被微型化，并能够选择期望频率的信号。所述机电滤波器包括在信号输入时物理变化的碳纳米管内壳（１０６）和设置以通过微间隙Ｇ覆盖内壳（１０６）的碳纳米管外壳（１０８）。当期望频率的信号从与内壳（１０６）连接的信号输入侧电极部分（１１０）输入到内壳（１０６）时，外壳（１０８）探测内壳（１０６）的振荡，从而经由连接的信号输出侧电极部分（１１２）输出该信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种设置有微振荡器的机电滤波器和采用该机电滤波器的电路和电设备。
技术介绍
随着终端，例如无线终端的紧凑程度的发展，也希望内置于终端外壳的例如滤波器等的无源元件也微型化。特别是，近年来，在采用广泛用于无线通信的LC等的电振荡器的滤波器中，振荡器尺寸取决于电气长度。这使得难以将滤波器制造得小，且因此寻求新的信号选择理论。其中，采用MEMS(微机电系统)和NEMS(纳米机电系统)技术制造的微机电滤波器有希望作为下一代滤波器。此电滤波器使用机械振荡器且此结构取决于振荡的振荡器的质量和弹簧常数。因此可以通过采用电振荡器而减小尺寸。例如，在1GHz振荡的振荡器的尺寸取决于形状和振荡模式，但小于几个微米的量级。此外，由于这种滤波器的尺寸小于几个微米，需要制造微振荡器的方法和探测微振荡的方法。例如日本特许公开案第平6-310976号所示的，存在采用现有技术的微振荡器的机电滤波器，其中例如碳纳米管被用作微振荡器。碳纳米管是纳米量级的极小的管形物质，其中碳原子连接在一起形成晶格。日本特许公开案第平6-310976号中用于为机电滤波器选择信号的机制假设碳纳米管和富勒烯是由介电材料制成的。特别是，采用现有技术的机电滤波器，与输入信号口连接的电极和与输出信号口连接的电极两者都设置在预定长度的碳纳米管的相应末端。然后这些电极构成用于向碳纳米管提供信号的输入终端、以及输出终端。采用此机电滤波器，由于在输入信号口输入的信号所导致的压电效应，碳纳米管在其自身的共振频率振荡，然后由于该压电效应而向输出信号口的输出可以为电压。此外，例如磁动势(magnetomotive)和激光多普勒干涉技术的方法也可以作为探测现有技术的微振荡器的振荡的方法。然而，目前关于专利文件1所示的碳纳米管和富勒烯，还没有对铁电绝缘体发现压电效应的报道，但有具有超导性的报道。因此专利文件1的技术的问题在于，其由于关于碳纳米管和富勒烯的物理性质的假设而难于实施。此外，在此机电滤波器中，在探测由采用磁动势技术的微结构构成的振荡器的振荡的方法中，需要用于产生大的外部磁场的设备，因此对于微线圈制造工艺和保证空间等，这是有问题的。在探测采用激光多普勒干涉技术的现有技术的振荡器的振荡的情况下，难以具有在焦点建立靶的振荡器，此外，难以获得足够的反射光。此外，作为进一步的振荡探测方法，考察了这样的方法，其中在微结构尖端设置用于反射激光的金属或硅(Si)反射镜以探测该结构的振荡。然而，在此方法中，进行包括反射镜的结构的振荡探测，且微振荡器自身的振荡特性的探测是困难的。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种机电滤波器、采用此机电滤波器的电路和电设备，其能够通过采用例如具有优异导电性的碳纳米管的微振荡器而实现总体的微型化并能选择预定频率的信号。根据本专利技术要解决的一个技术问题，机电滤波器采用包括由于信号输入而在物理上变化的第一元件和设置在离开所述第一元件预定距离处、当预定频率的信号输入到第一元件时探测第一元件的物理变化的第二元件。附图说明图1是示出采用多壁结构的本专利技术第一实施例的机电滤波器结构的透视图；图2是示出采用多壁碳纳米管的本专利技术第一实施例的机电滤波器结构的纵向剖面图；图3是构成改进示例的本专利技术第一实施例的机电滤波器的纵向剖面图；图4是构成改进示例的本专利技术第一实施例的机电滤波器的水平剖面图；图5是构成改进示例的本专利技术第一实施例的机电滤波器的水平剖面图；图6A是分阶段示出制造本专利技术第一实施例的机电滤波器的步骤的剖面图； 图6B是分阶段示出制造本专利技术第一实施例的机电滤波器的步骤的剖面图；图6C是分阶段示出制造本专利技术第一实施例的机电滤波器的步骤的剖面图；图6D是分阶段示出制造本专利技术第一实施例的机电滤波器的步骤的剖面图；图7A是分阶段示出制造本专利技术第一实施例的机电滤波器的步骤的剖面图；图7B是分阶段示出制造本专利技术第一实施例的机电滤波器的步骤的剖面图；图8是采用本专利技术的机电滤波器的滤波器组(filter bank)电路的方框图；图9是示出采用本专利技术第二实施例的多壁结构的机电滤波器结构的透视图；图10是示出采用多壁结构的本专利技术第二实施例的机电滤波器的结构的纵向剖面图；图11是示出采用多壁结构的本专利技术第三实施例的机电滤波器的结构的透视图；图12A是分阶段示出制造本专利技术第三实施例的机电滤波器的步骤的剖面图；图12B是分阶段示出制造本专利技术第三实施例的机电滤波器的步骤的剖面图；图12C是分阶段示出制造本专利技术第三实施例的机电滤波器的步骤的剖面图；图12D是分阶段示出制造本专利技术第三实施例的机电滤波器的步骤的剖面图；图12E是分阶段示出制造本专利技术第三实施例的机电滤波器的步骤的剖面图；图13是示出图11所示的机电滤波器的改进示例的透视图；图14A是示出探测本专利技术的机电滤波器的振荡器的振荡的方法的示例的视图；图14B是示出从图14A的振荡器探测到的隧道电流的视图； 图15是示出本专利技术第三实施例的机电滤波器的振荡探测方法的示例应用的透视图；图16是示出本专利技术第四实施例的机电滤波器结构的透视图；图17是示出本专利技术第四实施例的机电滤波器的改进示例的平面剖面图；图18是示出本专利技术第五实施例的机电滤波器结构的透视图；图19是示出圆柱振荡器的高度与其固有振荡频率之间关系的视图；以及图20是示出探针振幅与振荡器共振频率之间关系的视图。具体实施例方式在此实施例中，由包括作为碳的同素异形体的碳纳米管、碳纳米角和富勒烯的自组装(self-assembly)制成的、具有关于中心轴对称结构的元件即具有轴对称的元件(特别是具有关于旋转轴对称结构的元件)被用作在构成例如微型无线终端比如移动电话的通信终端的无源元件的滤波器中的微机械振荡器(此后称为微振荡器)。当输入与其自身共振频率相同的预定频率的信号时，此信号被选择输出。特别是，也可以采用这样的微结构，其覆盖通过使用壁形元件的自组装而形成的微振荡器而形成，该壁形元件以与所述微机械振荡器相同的方式由包括碳纳米管、碳纳米角或富勒烯的自组装而形成的材料构成。通过输入与共振频率相同的预定频率的信号到此结构的微振荡器或壁形元件之一(此处为振荡器)，其由于产生于微振荡器与壁形元件之间的间隙处的静电力而引起大幅激励。由于静电电容的变化，这又引起预定频率的信号在另一个(此处为壁形元件)输出。例如，采用下面所述第一实施例的机电滤波器，直径几纳米的碳纳米管用作此结构的微振荡器。然后给出下面(公式1)，设机械振荡器的共振频率为f，此结构的长度为L，杨式模量为E，且密度为ρ。f∝1L2Eρ]]>...(公式1)如(公式1)中所示，需要使用较高杨式模量E和较低密度ρ的材料以使共振频率f高。碳纳米管是量级为1TPa的极高杨式模量的材料，且是优选用作产生较高共振频率的微振荡器的材料。此外，通过把碳片卷成圆柱形并形成表面元件而将碳纳米管构造为三维立体结构。因此，需要注意碳纳米管密度的定义，但元件本身极轻且形成振荡器的原子的密度与其他材料相比较低，使得密度ρ低。如果采用单壁碳纳米管而不是多壁碳纳米管，密度进一步降低，且可以预期产生更高共振频率。在例如碳纳米管的纳米结构用作机械振荡器的情况，为了探测其微振荡，需要形成小于纳米量级的在纳米本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机电滤波器，包括：第一元件，由于信号输入而物理变化；和第二元件，以预定间隔与所述第一元件分开设置，当预定频率的信号输入到所述第一元件时探测所述第一元件的物理变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：内藤康幸，中西淑人，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]