| 基于PZT薄膜的高频压电式微机械超声换能器的仿真与制备 |
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| 引用本文： | 刘亚琦,陈明珠,张巧珍,赵祥永,王巨杉,唐艳学,王飞飞,王书豪,汪尧进,苗斌,李加东.基于PZT薄膜的高频压电式微机械超声换能器的仿真与制备[J].上海师范大学学报(自然科学版),2023,52(5):597-608. |
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| 作者姓名： | 刘亚琦 陈明珠 张巧珍 赵祥永 王巨杉 唐艳学 王飞飞 王书豪 汪尧进 苗斌 李加东 |
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| 作者单位： | 上海师范大学 数理学院, 上海 200234;上海师范大学 信息与机电工程学院, 上海 201418;南京理工大学 材料科学与工程学院, 江苏 南京 210094;中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所, 江苏 苏州 215123 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金 （52172005, 11574214, 11974250） |
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| 摘 要： | 压电式微机械超声换能器（PMUT）是当前生物医学超声成像领域的研究热点.锆钛酸铅（PbZrO3-PbTiO3,PZT）压电薄膜是近年来微机械超声换能器使用的核心压电材料.基于PZT压电薄膜,使用有限元软件COMSOL Multiphysics创建了三维有限元仿真模型,并在（0,1）模态下研究了压电薄膜结构的几何参数,其谐振频率达到22.12 MHz,有效机电耦合系数（keff2）为5.13%.采用光刻和刻蚀方法制备了PZT压电薄膜的PMUT单元原型器件.该器件的空腔结构完整,谐振频率在（0,1）模态下为25.87 MHz,仿真与测试结果相似,振动模态较纯,振动位移性能较好.研究结果表明：采用PZT压电薄膜的PMUT在高分辨率、高频医学超声成像中具有较好的应用前景.
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| 关 键 词： | 压电式微机械超声换能器（PMUT） 高频 锆钛酸铅（PbZrO3-PbTiO3 PZT）薄膜 器件制备 |
| 收稿时间： | 2023/6/9 0:00:00 |
Simulation and fabrication of high frequency piezoelectric micromachined ultrasonic transducer based on PZT film |
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| LIU Yaqi,CHEN Mingzhu,ZHANG Qiaozhen,ZHAO Xiangyong,WANG Jushan,TANG Yanxue,WANG Feifei,WANG Shuhao,WANG Yaojin,MIAO Bin,LI Jiadong.Simulation and fabrication of high frequency piezoelectric micromachined ultrasonic transducer based on PZT film[J].Journal of Shanghai Normal University(Natural Sciences),2023,52(5):597-608. |
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| Authors: | LIU Yaqi CHEN Mingzhu ZHANG Qiaozhen ZHAO Xiangyong WANG Jushan TANG Yanxue WANG Feifei WANG Shuhao WANG Yaojin MIAO Bin LI Jiadong |
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| Institution: | Mathematics and Science College, Shanghai Normal University, Shanghai 200234, China;College of Information, Mechanical and Electrical Engineering, Shanghai Normal University, Shanghai 201418, China;School of Materials Science and Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, Jiangsu, China;Suzhou Institute of Nanotechnology and Nano-bionics, Chinese Academy of Sciences, Suzhou 215123, Jiangsu, China |
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