多材料辐射声学晶体,以提高压电MEMS共振器的质量因子
Qian Yang1, Tianhang Gao1, Chuang Zhu1
1School of Mechanical and Electrical Engineering, Xi'an University of Architecture and Technology, Xi'an 710055, China.
Micromachines
|January 23, 2024
概括
一种新的多材料辐射声波晶体 (M-RPC) 结构显著增强了压电微电机系统 (MEMS) 共振器. 这种声波晶体设计提高了质量因素,并减少了MEMS设备的损失.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 声学 声学 在声学方面
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 压电微电机系统 (MEMS) 共振器遭受点损失,降低了它们的性能.
- 现有的单材料音声晶体结构对此类损失提供有限的保护.
研究的目的:
- 为MEMS共振器提出和研究多材料辐射声波晶体 (M-RPC) 结构.
- 提高质量因素,减少压电MEMS共振器中的点损失.
主要方法:
- 使用有限元法 (FEM) 来计算M-RPC结构的分散曲线和频率传输响应.
- 研究了各种金属组合对带隙特征的影响.
- 将优化的M-RPC结构应用于压电MEMS共振器.
主要成果:
- 与单一材料辐射声波晶体 (S-RPC) 结构相比,M-RPC结构显示出更强的衰减带间隙.
- (Pt) 和 (Si) 的组合产生了最大的频段间隙,从84.1到118.3 MHz.
- M-RPC共振器显示,质量因子增加了33.5倍,插入损失减少了53.6%.
- 装载和卸载时的质量因子分别提高了75.7%和235.0%,对机电合器没有影响.
结论:
- M-RPC结构有效地减轻了压电MEMS共振器中的点损失.
- 这种声波晶体设计显著改善了共振器质量因素和性能指标.
- M-RPC方法为先进的MEMS共振器开发提供了一个有希望的策略.
