基于AlN压电层的薄膜体声波谐振器

以AlN薄膜为压电层,采用体硅微细加工工艺制备背空腔型结构薄膜体声波谐振器.材料测试结果表明,在优化溅射工艺下沉积的AlN薄膜具有(002)择优取向及良好的柱状晶结构.扫描电镜表征结果证实所制得空腔背部平滑且各向异性较好.用网络分析仪测试可知,所制得的谐振器具有较好的频率特性:谐振频率为2.537 GHz,机电耦合系数3.75%,串、并联品质因数分别为101.8、79.7.     

横向电场激励的剪切波AlN薄膜体声波谐振器

为了检测液体中的微量物质,研究了横向电场激励的剪切波固体装配型AlN薄膜体声波谐振器.器件以c轴择优取向的AlN薄膜作为压电层,电场由平行于压电薄膜表面的平行电极激发,三周期的1/4波长SiO2/W层交替排列构成了布拉格反射层.通过有限元分析计算了电场分布,设计了平行电极参数.结果表明：AlN薄膜具有良好的c轴择优取向,器件实现了稳定的2 GHz频率的单纯剪切波谐振,器件的品质因数Qs和Qp分别为434和393,等效机电耦合系数K2eff为0.97%,有效的横向电场激励和布拉格反射层的选频作用对纵波的抑制明显.这种谐振器非常有利于作为在液体环境中工作的生化传感器.     

用于FBAR的C轴取向AlN压电薄膜的研制

用射频（RF）反应磁控溅射法,在硅基片上制备出了具有较低表面粗糙度、C轴择优取向的AlN压电薄膜.讨论了溅射功率对AlN压电薄膜结构和形貌的影响、氮气含量对AlN压电薄膜成分的影响以及低温退火对薄膜表面粗糙度的影响.XRD和SEM结果表明：随溅射功率增大,AlN压电薄膜C轴择优取向增强;当功率为350W时,AlN压电薄膜（002）面摇摆曲线半高宽为4.5°,薄膜表现出明显的柱状结构.EDS成分分析表明：随氮气含量的提高,AlN压电薄膜的元素比接近于化学计量比.低温退火工艺的引入将薄膜表面的均方根粗糙度由4.8nm降低到2.26nm.     

传输矩阵法研究薄膜体声波谐振器

薄膜体声波谐振器(FBAR)以其工作频率高、体积小、便于集成和低插损等优良特性而得到广泛应用,对薄膜体声波器件理论设计与优化的研究成为研究热点.本文引入传输矩阵法研究薄膜体声波谐振器,利用该方法推导薄膜体声波谐振器的输入阻抗公式,并利用该公式研究了Al/AlN/Al结构的FBAR的谐振频率、有效机电耦合系数和谐振品质因数.结果证明,该阻抗公式可有效的用来设计或评价FBAR的谐振频率、有效机电耦合系数和谐振品质因数等重要参数.     

协同共振型薄膜体声波谐振器研究

随着通信行业和微电子技术的快速发展,以及第5代移动通信技术(5G)的发展趋势越来越明晰,对高频段的微型化射频滤波器的性能提出了更高的要求.生产基于体声波谐振器的滤波器成为最具有应用前景的技术.基于大量研究,总结了固体装配型的体声波谐振器(Solidly Mounted Bulk Acoustic Resonator,SMR)的制备优化技术,在压电薄膜粗糙度优化的技术基础上,提出了AlN-ZnO协同共振型SMR器件,解决了氧化锌薄膜压电性能不佳、c轴择优取向较弱的问题,制备了相应的AlN-ZnO协同共振型SMR,取得了较好的器件性能参数.串联谐振点品质因数Qs为616.2,并联谐振点品质因数Qp为429.4,机电耦合系数k2eff为2.27%.为SMR的制备和量产提供了一个创新的方案.     

北斗卫星导航系统体声波滤波器设计

随着无线通讯市场对微型化通信设备需求的增长,普通的声表面波滤波器已经无法满足集成化需求,一种具有更高谐振频率和稳定性的体声波滤波器应运而生。本文以薄膜体声波滤波器为模型,在ADS仿真基础上设计出了适用于北斗B1频点的窄带滤波器。滤波器频带范围为1550Mhz~1570Mhz,带外抑制48.8dB,插损3.1dB可以有效屏蔽GPS L1频段信号的干扰。     

基于Mo/SiO2布拉格声反射器的体声波谐振器的制备及其性能分析

采用射频反应磁控溅射法在p型(100)单晶硅衬底上交替沉积Mo/SiO2薄膜作为布拉格声学反射层,通过原子力显微镜(AFM)及扫描电子显微镜(SEM)分别表征声反射层薄膜的表面和截面形貌,研究溅射工艺条件对SiO2薄膜微观形貌的影响.采用MEMS工艺流程制备基于c轴择优取向AlN压电薄膜的SMR型谐振器.并对谐振器的S11参数进行测试分析,得到谐振器的中心频率为1.7 GHz,表明实验所制备的SMR型谐振器在质量传感方面具有一定的应用前景.     

Ipsu薄膜体声波器件及其在通信系统中的应用

薄膜体声波谐振器（FBAR）采用一种先进的谐振技术,它是通过压电薄膜的逆压电效应将电能量转换成声波而形成谐振,这一谐振技术可以用来制作薄膜频率整形器件等先进元器件.本文系统介绍了FBAR的结构、工作原理及其在现代通信系统中的应用.     

卤素离子与苯骈三氮唑协同成膜动力学的体声波传感技术研究

采用体声波传感技术就卤素离子与铜缓蚀剂——苯骈三氮唑( BTA)协同成膜的动力学及相应复合膜的稳定性进行了研究 .结果表明 ,卤素离子 ( F- ,Cl- ,Br- ,I- )中仅 I- 与 BTA具有协同效应 ,能有效地提高BTA的缓蚀效果和膜层稳定性 ,同时 ,对 BTA的成膜动力学有明显影响     

体声波传感器对2-巯基苯骈噻唑缓蚀机理的研究

采用体声波传感器 (BAW)系统研究了 2 -巯基苯骈噻唑(MBT)在酸性、中性和碱性介质中的缓蚀行为 ,并提出了相应的缓蚀机理     

三层一维非金属薄膜材料热传导效应的研究

从声子散射模型出发,用拉普拉斯变换法得到三层一维非金属薄膜在简谐温度边界条件下温度响应的解。通过算例分析,讨论了在微尺度条件下非金属薄膜的热响应特征。计算表明,热响应温度和热传播速度随特征参数E的变化而变化。在薄膜中不同位置处,当E<0.1时,波动特性明显,最高响应温度在波的传播方向上先减小后增大;当E>0.1时,最高响应温度持续减小。当E取较大值时,热传播速度也较大,达到最大响应温度的热响应时间几乎相同。而在薄膜后表面,热传播速度随E的增大而增大。另外,当E<0.25,最大热扰动响应温度随E的增大而减小;当E>0.25时,最大热扰动响应温度随E的增大而增大。     

基于枝节谐振器的体域网超宽带陷波天线优化设计

为满足无线体域网(wireless body area network,WBAN)应用中对超宽带天线的陷波要求,采用在槽孔型的辐射贴片上添加十字型枝节谐振器的方法优化设计了一款超宽带陷波天线.天线使用共面波导方式馈电,使天线获得较宽的带宽.通过嵌入十字型枝节谐振器调谐天线的阻抗,实现陷波特性.通过仿真分析确定谐振器横、竖枝节的尺寸范围.利用量子进化算法对谐振器的横、竖尺寸进行优化,获取使天线的陷波频带达到最佳要求的谐振器尺寸参数.根据优化结果制作实物天线,天线的带宽为3.4-9.9 GHz,陷波频段为5.2-5.8 GHz.由天线回波损耗及方向图的仿真和测试结果表明,该优化设计方法是有效的.     

声表面波瓦斯传感器高压电薄膜研究

我国煤矿瓦斯事故频发,造成大量人员伤亡和国有资源流失.声表面波瓦斯传感器体积小、工作稳定,能够有效提高煤矿瓦斯监、检能力,减少瓦斯事故.声表面波瓦斯传感器的灵敏度主要取决于压电薄膜的压电系数及机械品质因数,因而高压电系数、高机械品质因数的压电薄膜对于制备高性能声表面波瓦斯传感器具有重要意义.文中通过磁控溅射法沉积PMnN-PZT三元系铁电薄膜,所得薄膜具有高压电性及较高的机械品质因数,有望应用于声表面波瓦斯传感器制备.     

两表面层铁电薄膜体介质层效应理论研究

基于横场伊辛模型的平均场近似理论,研究了具有两个表面层铁电薄膜的体介质层对整个铁电薄膜相变性质的影响.给出了一个适合于研究任意层数具有两个表面层及体介质层铁电薄膜相变性质的递归公式.研究了体介质层的交换相互作用参量和横场参量对整个铁电薄膜相图的影响,以及交换相互作用参量对横场参量过渡值的影响和横场参量对交换相互作用参量的影响.结果表明,相图中铁电区、薄膜的居里温度、体介质层的横场参量过渡值均随体介质层的交换相互作用参量的增大而增大;体介质层的交换相互作用参量随体介质层的横场参量的增大而增大;而相图中铁电区、薄膜的居里温度却随体介质层的横场参量的增大而减小,并且发现体介质层的交换相互作用参量对薄膜的影响比其横场参量稍大些.最后也给出了两个表面层的交换相互作用对相图的影响.     

压电薄膜压力分布计算机测试系统研究

提出一种新型的压电薄膜（ＰＶＤＦ）压力分布计算机测试系统,它包括多点压电薄膜传感器,多点电荷放大装置,计算机采集处理系统。该系统可以实现全场、实时测量,其动态范围可达０．１Ｈｚ～５００Ｈｚ。采用微机输出具有独特的图象动画显示,使测量结果更为直观。文中叙述了系统的工作原理以及实验测试,测试结果证实了系统的动态压力分布测量能力。本系统的研制为动态接触问题的研究及振动测试开发了新的研究工具。     

具有宽频带高灵敏度的微振动外差干涉测试仪

针对微机电系统等微纳米尺度器件的振幅测量,基于外差干涉原理设计开发一种微振动模态测试系统,由光路和解析电路两部分构成,在光路中利用载波技术将被测样品的振幅信息加载到被测光信号上,被测光信号与参考光信号之间原本存在一个由声光调制器产生的频率差,当被测信号与参考信号经光电探测器混频后,可得到一个参考差频信号及一个载有被测物...     

单振子双腔体压电薄膜泵的研究

利用雕刻技术，以有机玻璃为原材料，加工制作了一种可双向工作的单振子双腔体压电薄膜泵，并对该结构压电泵的工作原理进行了阐述．通过对单振子双腔体压电薄膜泵的输出流量和压力的测试，得出在输入100V正弦交流信号时，它的最佳工作频率为20Hz，输出流量为785mL／min，输出压力为14kPa，表明单振子双腔体压电泵在低频工作时，其输出流量优于单振子单腔体压电泵，而且能够提高机械转化效率，工作过程无脉动现象．     

基于声波波速测试充填体质量试验研究

通过试验分析了充填体抗压强度与声波波速之间的对应关系,在此基础上,应用线性回归数学知识建立了以充填体纵波波速为输入变量,以充填体单轴抗压强度为输出变量的数学模型,利用该模型预测充填体的抗压强度,为充填体综合质量评价提供最有力的研究依据。     

ZnO薄膜的制备及其特性研究

采用射频磁控溅射技术生长出高质量（002）晶面取向的ZnO薄膜.通过XRD和AFM研究了射频功率和氧气比例对ZnO薄膜的结构和表面形貌的影响.研究结果显示,射频功率在50W下氧气比例为45%时,所生长的ZnO薄膜可以用于制作高质量的表面声波仪（SAW）.     

用声波检测冻土物理力学性质的研究

主要介绍利用SYC一Ⅱ型非金属声波探测仪研究人工冻土的物理力学性质与超声波传播特性之间的关系;通过回归方法建立起两者之间的参数关系及其函数式,以便利用声学参数指标替代力学指标来评价冻土,为现场快速测定提供可行性与依据.