用X切割LiNbO₃薄膜基板使用旋转电极的横向激发的批量声波共振器

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 在声学方面

背景情况:

• 压电在绝缘体 (POI) 基板使X切割的LiNbO3薄膜共振器具有可调节的共振频率 (f) 和有效的机电联接系数 (Keff2).
• 这些共振器对于需要可调频和强电机械相互作用的应用至关重要.

研究的目的:

• 为了研究电极角度旋转 (θ) 对侧面激发的批量声波共振器的影响.
• 分析 θ 对声波模式,共振频率 (f) 和有效电机连接系数 (Keff2) 的影响.
• 为设计使用X-cut LiNbO3薄膜共振器的多频段和多带宽过器提供见解.

主要方法:

• 在X切割的LiNbO3/SiO2/Si基板上制造的共振器的模拟和实验测量.
• 分析带有和没有腔的共振器,重点关注电极角度旋转 (θ).
• 声波模式的表征,包括纵向漏电SAW (LLSAW),剪切水平SAW (SH0-SAW),侧向振动共振器 (LVR) 和板波共振器 (PAW).

主要成果:

• 电极的角度旋转 (θ) 引发了不同的电场方向,导致声波模式的变化.
• 没有空洞的共振器表现出LLSAW (θ=0°) 和SH0-SAW (θ=90°) 模式,其Keff2值分别为1.62%和26.6%.
• 带有空洞的共振器显示S0 LVR (θ=0°) 和SH0-PAW (θ=90°) 模式,其Keff2值分别为4.82%和27.66%,以及Q因子的改善.

结论:

• 电极角旋转是控制X切割LiNbO3薄膜共振器性能的一个关键参数.
• 该研究表明,基于共振器类型和电极方向,Keff2和Q因子存在显著的变化.
• 这些发现为开发具有定制多频段和多带宽特征的先进过器提供了途径.