基于单晶LiTaO₃薄膜的横向激发共振器用于高频应用

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 电气工程 电气工程
• 声学 声学 在声学上

背景情况:

• 单晶压电薄膜对于无线通信中的高性能声学共振器至关重要.
• 横向激发的批量共振器 (XBARs) 为这些应用提供了有前途的特性.

研究的目的:

• 为了建模,制造和表征基于XBAR的超薄LiTaO3 (LT).
• 研究LT XBARs的声波行为,损失机制和温度反应.
• 为了证明LT XBAR在窄带波器中的可行性.

主要方法:

• 有限元分析 (FEA) 用于精确的建模和物理行为洞察.
• 悬浮超薄 (~420 nm) 42° YX切割 LiTaO3 XBAR 的制造.
• 响应模式,质量因子 (Bode-Q),压电联接 (k^2) 和频率温度系数 (TCF) 的表征.
• 喷射SiO2薄膜以调整共振频率并创建频率偏移.
• 使用五个XBARs开发和描述一个梯式窄带波器.

主要成果:

• 基于LT的XBARs的精确FEA建模.
• 对于初级共振模式的低温频率系数 (~-38 ppm/K).
• 在广泛的频率范围 (0.1-10 GHz) 上观察到的多共振模式.
• 主共振在~4.1 GHz,波德-Q~600和k^2~2.84%,主要共振为~4.1 GHz.
• 更高的波显示增加了k^2 (~3.49%).
• 使用SiO2喷雾成功创建频率偏移.
• 一个功能性的梯子类型狭带波器的演示.

结论:

• 超薄的LiTaO3薄膜适用于高性能XBAR.
• LT XBARs表现出卓越的性能指标,包括高Q因子和压电合.
• 开发的XBAR显示出在用于无线通信的窄频段过器中使用的潜力.