一种改进型1-3-2压电复合材料的研究 被引量：1

1

作者 井苏杰 于肇贤 王宏伟 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第2期223-226,共4页

高质量的压电换能器需要具备较高的机电耦合系数和灵敏度。该文在传统型1-3-2压电复合材料的基础上提出了一种改进型1-3-2压电材料,提高了压电换能器的机电耦合系数和换能器的接收灵敏度。通过有限元仿真分析了不同间距对改进型1-3-2压... 高质量的压电换能器需要具备较高的机电耦合系数和灵敏度。该文在传统型1-3-2压电复合材料的基础上提出了一种改进型1-3-2压电材料,提高了压电换能器的机电耦合系数和换能器的接收灵敏度。通过有限元仿真分析了不同间距对改进型1-3-2压电材料敏感元件的谐振频率、反谐振频率及机电耦合系数的影响,并与传统1-3-2型压电复合材料进行了对比。结果表明,与传统型1-3-2压电复合材料相比,在相同间距条件下,改进型压电材料的机电耦合系数约大0.03。制做的3种不同间距改进型压电材料表明,间距为1 mm的改进型压电材料的机电耦合系数较大,约为0.68。 展开更多

关键词 不同间距 1-3-2型压电复合材料 改进型 谐振频率 反谐振频率 机电耦合系数

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基于X-LiNbO_(3)/SiO_(2)/Si低温漂、大机电耦合SH-SAW谐振器的设计

2

作者 温福军 王园园 +5 位作者 钱莉荣 王荔田 李翠平 熊阳 田亚会 李红浪 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第3期290-295,共6页

铌酸锂(LN)单晶薄膜具有较高的机电耦合系数(k_(eff)^(2)>30%),其水平剪切(SH)声学模式常被应用于开发具有大机电耦合系数的薄膜声学谐振器和超宽带滤波器。但LN的频率温度系数较大(TCF>-50×10^(-6)/℃),这不仅会降低滤波器... 铌酸锂(LN)单晶薄膜具有较高的机电耦合系数(k_(eff)^(2)>30%),其水平剪切(SH)声学模式常被应用于开发具有大机电耦合系数的薄膜声学谐振器和超宽带滤波器。但LN的频率温度系数较大(TCF>-50×10^(-6)/℃),这不仅会降低滤波器的可用有效带宽,同时也会限制器件的功率处理能力。采用3D周期有限元模型对基于X切LN/SiO2/Si结构SH声表面波(SH-SAW)谐振器进行了优化研究。研究结果表明,当SH-SAW传播角ψ=-10°~-20°、LN和SiO2膜厚分别为hLN=0.1λ和hSiO_(2)=0.2λ(λ为叉指换能器周期)、铝电极金属化率η=0.4、电极相对厚度hAl/λ=5%~10%时,SH-SAW谐振器的k_(eff)^(2)约为30%,且其TCF<-20×10^(-6)/℃,有望用于开发新一代的低温漂、超宽带5G SAW滤波器。 展开更多

关键词 X切铌酸锂薄膜 水平剪切声表面波 有效机电耦合系数 频率温度系数 声表面波谐振器 超宽带声表面波滤波器

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250 kHz收发一体化水声换能器

3

作者 苏晋涛 王宏伟 魏彤 《应用声学》 CSCD 北大核心 2024年第5期1122-1128,共7页

针对水声领域对兼有高效发射和高灵敏度接收、收发工作频带重合、结构一体化高频水声换能器的应用需求,该文研制了一种高灵敏度收发一体水声换能器。该换能器由发射单元和接收单元两部分嵌套组成,发射单元采用1-3复合材料,接收单元采用... 针对水声领域对兼有高效发射和高灵敏度接收、收发工作频带重合、结构一体化高频水声换能器的应用需求,该文研制了一种高灵敏度收发一体水声换能器。该换能器由发射单元和接收单元两部分嵌套组成,发射单元采用1-3复合材料,接收单元采用单金属板压电陶瓷阵列结构。首先,通过有限元模拟确定发射和接收单元频率使其满足收发一体条件;其次接收单元采取改变压电陶瓷结构提升了机电耦合系数,从而提升接收灵敏度;最后制备了换能器样机并进行测试。结果表明,发射单元共振频率和接收单元反共振频均在250 kHz附近,接收灵敏度最高可达-173:5 dB,满足收发一体条件和高灵敏性能。 展开更多

关键词 收发一体 高灵敏度 有效机电耦合系数

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酸性环境下Q_(2)黄土压缩特性试验研究 被引量：1

4

作者 刘驰洋 唐皓 +2 位作者 王念秦 李华华 吴冠男 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期125-132,共8页

针对酸性污染土物理力学性质恶化的现象,采用室内人工模拟受酸液污染土样的方法,开展土常规试验、压缩试验探究Q2黄土在酸液浸泡时间和酸液浓度双因素作用下,试样孔隙比、含水率等基本物理及压缩系数、压缩模量等指标和压缩e—p曲线的... 针对酸性污染土物理力学性质恶化的现象,采用室内人工模拟受酸液污染土样的方法,开展土常规试验、压缩试验探究Q2黄土在酸液浸泡时间和酸液浓度双因素作用下,试样孔隙比、含水率等基本物理及压缩系数、压缩模量等指标和压缩e—p曲线的变化规律,以及水-酸耦合作用对黄土压缩性的影响规律。结果表明:浸泡时间一定时,随酸液浓度增大,含水率、孔隙比、压缩系数在逐渐增大,压缩模量在减小。浸泡12 d时,酸液浓度0.1 mol/L增加至3 mol/L,压缩系数a1-2由0.355 MPa-1增大到1.275 MPa-1,压缩模量Es1-2由5.580 MPa减小至1.855 MPa;酸液浓度一定时,随浸泡时间延长,含水率、孔隙比、压缩系数在逐渐增大,压缩模量在减小。酸液浓度3 mol/L时,浸泡时间从1 d至12 d,压缩系数a1-2由0.308 MPa-1增大到1.275 MPa-1,压缩模量Es1-2由6.301 MPa减小至1.855MPa;水-酸耦合作用提高了黄土压缩性,且在充分浸泡条件下,酸液对黄土压缩性的影响远大于水的影响。研究结果可为酸蚀黄土区工程建设提供相关参考。 展开更多

关键词 Q_(2)黄土 压缩系数 压缩模量 酸液浸泡 水-酸耦合作用

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1.8GHz AlN薄膜体声波谐振器的研制 被引量：5

5

作者 王胜福 许悦 +1 位作者 郑升灵 韩东 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期146-149,共4页

提出了基于AlN压电薄膜多层结构的1.8 GHz射频薄膜体声波谐振器(FBAR),并进行了研究。采用修正后的MBVD等效电路模型对器件的谐振特性进行了分析和模拟。给出了采用半导体加工工艺制备器件的工艺流程,并实际制做谐振器样品,样品的测试结... 提出了基于AlN压电薄膜多层结构的1.8 GHz射频薄膜体声波谐振器(FBAR),并进行了研究。采用修正后的MBVD等效电路模型对器件的谐振特性进行了分析和模拟。给出了采用半导体加工工艺制备器件的工艺流程,并实际制做谐振器样品,样品的测试结果:器件的串联谐振频率fs和并联谐振频率fp分别为1.781和1.794 GHz,相应的有效机电耦合系数为1.8%;串联谐振频率处和并联谐振频率处的Q值分别为308和246。该谐振器样品实际尺寸为0.45 mm×0.21 mm×0.5 mm,可以用来制备高性能的滤波器、双工器和低相噪射频振荡器等。 展开更多

关键词 薄膜体声波谐振器 滤波器 振荡器 Q值 有效机电耦合系数(keff 2)

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高性能AlN薄膜体声波谐振器的研究 被引量：5

6

作者 李丽 郑升灵 +2 位作者 王胜福 李丰 李宏军 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期448-452,共5页

报道了一种空气隙型S波段薄膜体声波谐振器,该谐振器采用一维Mason模型进行仿真,电极材料选用Mo,压电薄膜材料选用AlN,通过对AlN薄膜制备条件的优化,得到了半高宽为3.32°的AlN压电薄膜,并用于研制薄膜体声波谐振器。测试结果表明,... 报道了一种空气隙型S波段薄膜体声波谐振器,该谐振器采用一维Mason模型进行仿真,电极材料选用Mo,压电薄膜材料选用AlN,通过对AlN薄膜制备条件的优化,得到了半高宽为3.32°的AlN压电薄膜,并用于研制薄膜体声波谐振器。测试结果表明,其串联谐振频率和并联谐振频率分别为2 185 MHz和2 217 MHz,有效机电耦合系数(kt2)为3.56%,在串联谐振频率和并联谐振频率处的品质因数(Q)值分别为1 571.89和586.62,kt2Q达到了55.96。根据实测结果提取了MBVD模型的参数,并将实测结果与MBVD拟合结果进行了对比,两者吻合得很好。 展开更多

关键词 一维Mason模型 AlN压电薄膜 有效机电耦合系数 Q值 MBVD模型

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乐甫波传播特性研究 被引量：5

7

作者 张小宁 陈智军 +2 位作者 宣建青 卢旭 陈森法 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2011年第2期174-177,181,共5页

以部分波理论为基础建立了乐甫波的理论模型,并引入表面有效介电常数方法对乐甫波进行仿真分析。仿真得到的表面有效介电常数、传播模态、频散特性、机电耦合系数等曲线表明了乐甫波的传播特性。当薄膜厚度d和声波波长λ的比值d/λ相对... 以部分波理论为基础建立了乐甫波的理论模型,并引入表面有效介电常数方法对乐甫波进行仿真分析。仿真得到的表面有效介电常数、传播模态、频散特性、机电耦合系数等曲线表明了乐甫波的传播特性。当薄膜厚度d和声波波长λ的比值d/λ相对较小时,乐甫波只有一种基本模态;随着d/λ的增大,高阶模态越来越多,且各高阶模态都有一个d/λ的最低截止值;乐甫波所有模态的传播速度均随着d/λ的增大而减小,且都在压电基片的表面波速度和薄膜介质的体切变波速度之间;乐甫波所有模态的机电耦合系数都是先随d/λ的增大而增大,达到某个最大值后,再随着d/λ的增大而减小并最终趋近于零。 展开更多

关键词 乐甫波 表面有效介电常数 传播模态 机电耦合系数 传播速度

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压电陶瓷三叠片复合换能器弯曲振动特性研究 被引量：4

8

作者 张宁宁 吴胜举 凌小娜 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2015年第4期620-625,共6页

采用瑞利法对固定边界条件下,三叠片圆盘弯振换能器进行理论研究,推导其谐振频率及有效机电耦合系数,通过数值计算分析换能器谐振频率及有效机电耦合系数随换能器各尺寸参数的变化规律,并与有限元模拟结果比较,结果表明,换能器结构参数... 采用瑞利法对固定边界条件下,三叠片圆盘弯振换能器进行理论研究,推导其谐振频率及有效机电耦合系数,通过数值计算分析换能器谐振频率及有效机电耦合系数随换能器各尺寸参数的变化规律,并与有限元模拟结果比较,结果表明,换能器结构参数对谐振频率和有效机电耦合系数有很大影响,有效机电耦合系数在其他尺寸已定的情况下随着金属片厚度、陶瓷片厚度和半径变化时,都有一个最大值,这为三叠片弯曲振动换能器的设计和进一步广泛应用提供理论支持。 展开更多

关键词 瑞利法 谐振频率 有效机电耦合系数 有限元模拟

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压电分流阻尼系统的抑振效能的研究 被引量：2

9

作者 杨智春 武丹 孙浩 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2010年第1期97-100,共4页

基于正压电效应的压电分流阻尼技术,具有简单,低功耗,轻便,易控制等优点,已广泛应用在结构被动控制中。在航空航天领域的应用中,考虑到加工和操作上的工艺限制,如附加质量、附加刚度、结构空间和成本等,提出了压电分流阻尼系统能量转化... 基于正压电效应的压电分流阻尼技术,具有简单,低功耗,轻便,易控制等优点,已广泛应用在结构被动控制中。在航空航天领域的应用中,考虑到加工和操作上的工艺限制,如附加质量、附加刚度、结构空间和成本等,提出了压电分流阻尼系统能量转化效能的概念。该文首先从理论上分析了系统有效机电耦合系数对压电分流阻尼抑振效能的影响,然后利用不同面积的压电元件进行薄板结构的振动控制,得到了不同目标结构的最佳抑振效果,计算出压电分流阻尼系统抑振效能与压电元件单位面积间的关系。结果表明,随着压电元件面积的增大,压电分流阻尼系统的振动抑制效果增加,而能量转化效率降低。因此,在实际应用中要权衡考虑系统能量转化效率和抑振效果以及附加质量等因素。 展开更多

关键词 压电分流 抑制效能 模态应变能 系统有效机电耦合系数

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压电换能器在串并联谐振频率附近的特性研究 被引量：8

10

作者 郭林伟 《纺织高校基础科学学报》 CAS 2010年第3期368-371,共4页

研究了压电换能器在串、并联谐振频率附近工作时的特性.采用等效电路变换的方法,推导出了换能器在串联、并联谐振频率附近时,串联、并联匹配电感参数以及有功电阻的表达式.结果表明电感匹配可以提高有效机电耦合系数.

关键词 压电换能器 谐振频率 匹配电感 有效机电耦合系数

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初应力对压电薄膜体声波谐振器厚度拉伸模态谐振特性的影响 被引量：1

11

作者 黄德进 王骥 罗昕逸 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期146-148,156,共4页

研究了初应力对压电薄膜体声波谐振器(FBAR)厚度拉伸模态谐振特性的影响。利用含初应力压电材料的压电弹性基本方程,推导出理想FBAR在正弦激励电压作用下的振动方程。然后根据边界条件,求出问题的解。得到串联和并联谐振频率,并给出具... 研究了初应力对压电薄膜体声波谐振器(FBAR)厚度拉伸模态谐振特性的影响。利用含初应力压电材料的压电弹性基本方程,推导出理想FBAR在正弦激励电压作用下的振动方程。然后根据边界条件,求出问题的解。得到串联和并联谐振频率,并给出具体的数值算例,讨论了初应力对谐振频率、带宽和有效机电耦合系数的影响。所得结果对于提高和改善FBAR的性能有参考意义。 展开更多

关键词 薄膜体声波谐振器 初应力 谐振频率 带宽 有效机电耦合系数

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动态纳污能力计算方法与应用研究 被引量：7

12

作者 洪昌红 黄本胜 +2 位作者 谭超 邱静 胡培 《广东水利水电》 2015年第8期44-47,共4页

通过环境水槽实验获取了COD和NH3-N衰减系数与流速效应之间的定量关系式,建立了反应污染物衰减与流速动态变化的二维水流水质数学模型。以广东省飞来峡水利枢纽库区为例,利用二维水流水质数学模型和常规的完全混合模型对库区COD和NH3-N... 通过环境水槽实验获取了COD和NH3-N衰减系数与流速效应之间的定量关系式,建立了反应污染物衰减与流速动态变化的二维水流水质数学模型。以广东省飞来峡水利枢纽库区为例,利用二维水流水质数学模型和常规的完全混合模型对库区COD和NH3-N纳污能力进行了计算。结果表明:前者计算的纳污能力大于后者,其计算出的主流区纳污能力为库湾区的8.4倍左右。分析认为二维水流水质数学模型计算结果更符合实际。 展开更多

关键词 动态纳污 衰减系数 流速效应 二维水流水质模型 飞来峡库区

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压电复合圆盘水声换能器弯曲振动理论与参数 被引量：1

13

作者 成建联 赵延捷 +2 位作者 张志政 杨太旗 叶凡 《西安工业大学学报》 CAS 2020年第4期384-392,共9页

为使小尺寸压电复合圆盘水声换能器具有良好的低频响应性能,采用能量法对三叠片压电圆盘复合振子水声换能器的振动特性进行研究,给出了弯曲圆盘水声换能器的基本参量表达式,得出了在简支边界条件下,等厚三叠片所构成的压电圆盘具有最大... 为使小尺寸压电复合圆盘水声换能器具有良好的低频响应性能,采用能量法对三叠片压电圆盘复合振子水声换能器的振动特性进行研究,给出了弯曲圆盘水声换能器的基本参量表达式,得出了在简支边界条件下,等厚三叠片所构成的压电圆盘具有最大等效机电耦合系数。通过实际结构水声换能器实验,结果表明:采用不同的金属基板,发现在有效机电耦合系数上,锰黄铜的性能要稍微优于铝合金和钛合金。在谐振频率方面,其实测值与理论计算值相差不大,采用能量法进行近似理论分析比较切合实际,为此类压电水声换能器的设计和实际应用提供了参数设计计算方法。 展开更多

关键词 水声换能器 弯曲振动 有效机电耦合系数 谐振频率

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圆形复合压电振子弯曲振动的分析

14

作者 丁少虎 朱霆 +1 位作者 贺西平 李军 《纺织高校基础科学学报》 CAS 2007年第2期172-175,共4页

为了寻求固定边界条件下最佳性能的双迭片压电振子的Unimorph弯振换能器,计算和分析了这种压电振子的共振频率、有效机电耦合系数与振子尺寸之间的关系,得出了设计弯曲换能器的最佳几何参数.结果表明,几何参数的变化对换能器的谐振频率... 为了寻求固定边界条件下最佳性能的双迭片压电振子的Unimorph弯振换能器,计算和分析了这种压电振子的共振频率、有效机电耦合系数与振子尺寸之间的关系,得出了设计弯曲换能器的最佳几何参数.结果表明,几何参数的变化对换能器的谐振频率和机电耦合系数影响很大,当参数α=0.49,β=0.71时有效机电耦合系数最高,可以达到0.31. 展开更多

关键词 双迭片 弯曲振动 共振频率 有效机电藕合系数

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基于ZnO/AlN/金刚石温补结构的研究

15

作者 文武 刘传浩 《压电与声光》 CAS 北大核心 2019年第6期802-805,共4页

使用COMSOL软件对ZnO/AlN/金刚石温度补偿结构进行建模分析,计算了该结构Love波模式0和模式1的频率温度系数(TCF)、声速(v)和机电耦合系数(k^2),且讨论了ZnO薄膜厚度hZnO和AlN薄膜厚度hAlN对这些参数的影响。结果表明,当hZnO=1μm,hAlN=... 使用COMSOL软件对ZnO/AlN/金刚石温度补偿结构进行建模分析,计算了该结构Love波模式0和模式1的频率温度系数(TCF)、声速(v)和机电耦合系数(k^2),且讨论了ZnO薄膜厚度hZnO和AlN薄膜厚度hAlN对这些参数的影响。结果表明,当hZnO=1μm,hAlN=1.88μm时,温度补偿结构Love波模式1的TCF=0,v=9208m/s,k^2=3.84%,说明这种温度补偿结构能应用在高频和温度补偿声表面波器件中。 展开更多

关键词 频率温度系数(TCF) 机电耦合系数(k^2) COMSOL LOVE波

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三叠片压电复合换能器弯曲振动的比较研究

16

作者 张宁宁 《声学技术》 CSCD 北大核心 2017年第4期383-389,共7页

用瑞利法对三叠片弯振圆盘换能器在三种不同边界条件下的振动特性进行理论研究,推导了谐振频率及有效机电耦合系数的表达式,通过数值计算分析了复合换能器的谐振频率及有效机电耦合系数随换能器各结构参数的变化规律并进行比较研究,同... 用瑞利法对三叠片弯振圆盘换能器在三种不同边界条件下的振动特性进行理论研究,推导了谐振频率及有效机电耦合系数的表达式,通过数值计算分析了复合换能器的谐振频率及有效机电耦合系数随换能器各结构参数的变化规律并进行比较研究,同时将计算结果与有限元模拟结果比较,结果表明不同边界条件下换能器的结构参数对谐振频率和有效机电耦合系数影响不同:在换能器结构参数一定时,自由边界条件下谐振频率最大,简支边界条件下最小,固定边界条件下次之;有效机电耦合系数随着金属片厚度、陶瓷片厚度和陶瓷片半径变化时,分别有一个最大值;其他参数一定时,有效机电耦合系数在简支边界条件下最大,自由边界条件下的值稍大于固定边界条件下的值。上述研究结果可为三叠片弯曲振动换能器的设计和实际应用提供一定的理论支持。 展开更多

关键词 瑞利法 谐振频率 有效机电耦合系数 有限元模拟

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3-2-2新型压电复合材料的有限元仿真

17

作者 黄仁海 夏丽莉 +2 位作者 王宏伟 杨鹏飞 兰宇丹 《压电与声光》 2025年第2期312-318,共7页

为了提升发射电压响应和机电耦合系数以提高压电性能,基于1-3型压电复合材料设计了一种3-2-2陶瓷-空气-聚合物新型复合材料。通过分析压电陶瓷阵列的理论机电特性,结合有限元仿真软件对敏感元件进行建模和物理场计算,确定敏感元件的发... 为了提升发射电压响应和机电耦合系数以提高压电性能,基于1-3型压电复合材料设计了一种3-2-2陶瓷-空气-聚合物新型复合材料。通过分析压电陶瓷阵列的理论机电特性,结合有限元仿真软件对敏感元件进行建模和物理场计算,确定敏感元件的发射电压响应和谐振频率,并对比不同尺寸对应的频率差异以确定聚合物最优尺寸。实验结果表明,相对于传统1-3型压电复合材料,3-2-2型新型复合材料换能器的机电耦合系数提高了0.02,发射电压响应提高了2 dB。因此,3-2-2型新型复合材料有望开发出高性能压电换能器。 展开更多

关键词 1-3型压电复合材料 有限元 发射电压响应 3-2-2型新型压电复合材料 有效机电耦合系数

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L型匹配网络对超声换能器振动性能的影响 被引量：6

18

作者 方由艳 林书玉 《声学技术》 CSCD 2010年第1期112-115,共4页

探讨了L型匹配网络对超声换能器振动频率的影响,从理论和实验两个方面给出了L型匹配网络与机电偶合系数的关系。通过对串联、并联的比较,并对几种方式下的匹配电路参数对系统有效机电耦合系数的影响进行分析,结果表明:通过合理选择匹配... 探讨了L型匹配网络对超声换能器振动频率的影响,从理论和实验两个方面给出了L型匹配网络与机电偶合系数的关系。通过对串联、并联的比较,并对几种方式下的匹配电路参数对系统有效机电耦合系数的影响进行分析,结果表明:通过合理选择匹配电路参数,L型匹配网络能提高压电换能器的有效机电耦合系数。 展开更多

关键词 匹配网络 有效机电耦合系数 超声换能器

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电极对薄膜体声波谐振器性能的影响 被引量：2

19

作者 焦向全 张睿 +3 位作者 马晋毅 杜波 钟慧 石玉 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2015年第3期373-376,共4页

采用有限元分析软件COMSOL Multiphysics仿真了三维结构的谐振器,探讨了不同的顶电极形状对谐振器性能的影响。有效机电耦合系数(k2teff)随电极-压电层厚度比增大而减小,其中电极形状为三角形的谐振器在厚度比为0.05时获得最大k2teff(5.... 采用有限元分析软件COMSOL Multiphysics仿真了三维结构的谐振器,探讨了不同的顶电极形状对谐振器性能的影响。有效机电耦合系数(k2teff)随电极-压电层厚度比增大而减小,其中电极形状为三角形的谐振器在厚度比为0.05时获得最大k2teff(5.73%)。品质因数Q值变化趋势与k2teff相反,由三角形电极在厚度比为0.25时,获得最大Q值为1 314。不同电极形状的谐振器的优值随电极-压电厚度比先增大后减小,最大值为65.4,由正方形电极在比值为0.15时获得。 展开更多

关键词 薄膜体声波谐振器 有限元 有效机电耦合系数 品质因数 COMSOL

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FBAR有效机电耦合系数的影响因素分析 被引量：2

20

作者 赵坤丽 高杨 韩超 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期202-206,共5页

针对有效机电耦合系数(k2eff)的两种影响因素-薄膜体声波谐振器(FBAR)的电极/压电层厚度比与压电层薄膜的c轴取向,分别建立了厚度比可变与c轴取向可变的三层复合结构的FBAR三维仿真模型。以一个谐振频率为2.185GHz的FBAR谐振器作为分析... 针对有效机电耦合系数(k2eff)的两种影响因素-薄膜体声波谐振器(FBAR)的电极/压电层厚度比与压电层薄膜的c轴取向,分别建立了厚度比可变与c轴取向可变的三层复合结构的FBAR三维仿真模型。以一个谐振频率为2.185GHz的FBAR谐振器作为分析案例,通过仿真得出,设计得到的膜层厚度比为0.206时,虽然FBAR的k2eff略有下降,但此时Mo电极厚为0.247μm,AlN压电层厚为1.119 7μm,使得FBAR电学性能较好,工艺制备复杂度及时间降低。另外,c轴倾斜角度为3°时,会使FBAR的k2eff下降,同时FBAR阻抗特性曲线产生较强的寄生谐振,这会引起FBAR横向能量泄露,恶化FBAR滤波器的带内插损。因此,在制备AlN薄膜时应该严格把握各项工艺参数。此外,通过适当放宽FBAR谐振器谐振频率增量能使k2eff具有一定冗余量来弥补工艺制备引起的k2eff下降。 展开更多

关键词 薄膜体声波谐振器(FBAR) 有效机电耦合系数 厚度比 C轴取向 寄生谐振 横向能量泄漏

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