在微电机械系统中减少损失使用沟孔阵列反射器的柔性束共振器
Mohammad Kazemi1, Seyedfakhreddin Nabavi1, Mathieu Gratuze1
1Department of Electrical Engineering, École de Technologie Supérieure, Université du Québec, Montréal, QC H3C 1K3, Canada.
Micromachines
|November 25, 2023
概括
弹性波反射器,特别是附近的半圆形孔,显著提高了微电机械系统 (MEMS) 共振器的质量因子. 这种增强提高了共振器在空气和真空环境中的性能.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 机械工程 机械工程
- 电气工程 电气工程
背景情况:
- 质量因子 (Q) 是微电机系统 (MEMS) 共振器的关键参数,直接影响其性能.
- 尽量减少损失对于增强Q因子至关重要,推动对新共振器设计和制造技术的研究.
研究的目的:
- 调查弹性波反射器在提高MEMS紧式曲束共振器质量因子方面的有效性.
- 为了评估不同的反射器几何形状的影响,包括方形和半圆形孔,在共振器Q因子.
主要方法:
- 使用具有低反射边界条件的2D平面波传播模型的数值模拟用于预测共振器行为.
- 使用标准的微型制造工艺制造MEMS共振器原型.
- 对制造的共振器进行实验分析,以验证模拟结果并量化Q因子的改进.
主要成果:
- 半圆形的弹性波反射器,其向的曲侧面,在Q因子上表现出了最显著的改善.
- 配备了优化的半圆反射器的共振器在空气中实现了1.70×的Q因子增强,在真空中达到1.72×.
- 对不同反射器形状 (方形和半圆形) 的比较揭示了波浪传播和能量消散的明显影响.
结论:
- 弹性波反射器,特别是战略性地放置的半圆孔,是缓解MEMS共振器中断的有效方法.
- 该研究验证了使用数值模拟和实验制造来优化MEMS共振器性能.
- 这些发现为开发用于各种传感和执行应用的高性能MEMS共振器提供了途径.
