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ZnO薄膜/金刚石在不同激励条件下声表面波特性的计算与分析
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TN65[电子电信—电路与系统]
  • 作者机构:[1]天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津300072, [2]天津理工大学电子信息工程学院,天津市薄膜电子与通信器件重点实验室,天津300384
  • 相关基金:国家高技术研究发展计划(批准号:2013AA030801)、国家自然科学基金(批准号:50972105)、天津市科技支撑计划重点项目(批准号:10ZCKFGX01200)和天津市科技计划重点项目(批准号:10SYSYJC27700)资助的课题.
中文摘要:

本文首先以刚度矩阵法为基础,给出了ZnO薄膜/金刚石在四种不同激励条件下的有效介电常数计算公式.然后以此为工具,分别计算了多晶ZnO(002)薄膜/多晶金刚石和单晶ZnO(002)薄膜/多晶金刚石的声表面波特性,并根据计算结果及设计制作声表面波器件的要求,对ZnO膜厚的选择进行了详细地分析.最后讨论了ZnO/金刚石/Si复合晶片可以忽略si衬底对声表面特性影响时对金刚石膜厚的要求.

英文摘要:

In the last twenty years, the ZnO/diamond layered structure for surface acoustic wave (SAW) devices have been widely studied and have attracted great attention, due to its advantages of high acoustic velocity, high electromechanical coupling coefficient and high power durability. Distinguished from the conventional single-crystal substrate (such as quartz, lithium niobate), ZnO/diamond layered structure shows dispersive SAW properties, which can be excited by four ways: interdigital transducer (IDT)/ZnO/diamond, IDT/ZnO/shorting metal/diamond, ZnO/IDT/diamond, and shorting metal/ZnO/IDT/diamond. In this paper, the formulation based on the stiffness matrix method for calculating the effective permittivity of ZnO/diamond layered structure under four excitation conditions is given first. Then, by using this formulation, the SAW properties of the monocrystalline ZnO (002) film on polycrystalline diamond and the polycrystalline ZnO (002) film on polycrystalline diamond are calculated respectively. Based on the results of calculation, the ZnO film thicknesses qualified to design and fabricate SAW device are analyzed in detail. Finally, we discuss the function of diamond film thickness of ZnO/diamond/Si layered structure so as to avoid the influence of the silicon substrate on the SAW properties.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876