高频、高Q值、高稳定性SAW谐振器多层膜材料研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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高频、高Q值、高稳定性SAW谐振器多层膜材料研究

项目名称：高频、高Q值、高稳定性SAW谐振器多层膜材料研究
项目类别：面上项目
批准号：50972105
申请代码：E020602
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2010-01-01-2012-12-31

项目负责人：杨保和
负责人职称：教授
依托单位：天津理工大学
批准年度：2009

中文摘要：

"类金刚石（DLC）/叉指电极（IDT）/c-BN/金刚石"多层膜研究，对高频、高Q值、TCF≈0的SAW谐振器具有较大意义，对高灵敏度、高分辨率、高稳定性SAW传感器的研制将起到很大的促进作用；同时，对高频窄带SAW滤波器、高频时钟恢复器研制也将起到促进作用。"DLC/IDT/c-BN/金刚石"多层膜材料研究，国内外未见报道。用弹性波场的广义Green函数和表面有效介电常数法，模拟计算"压电薄膜/金刚石"多层薄膜体系SAW性能，给出多层膜结构～瞬态压电激发产生相互耦合的电磁波和弹性波场严格分析，给出声表面波激发、传播、衍射和散射的严格分析。国内外未见报导。

中文主题词：金刚石膜；c-BN薄膜；类金刚石；声表面波；

英文摘要：

Diamond film；c-BN film；Diamond-like carbon；surface acoustic wave；

英文主题词： Diamond film；c-BN film；Diamond-like carbon；surface acoustic wave；

结论摘要：

本课题用用弹性波场的广义Green函数和表面有效介电常数法模拟计算了c-BN/diamond多层膜基片声表面波特性，模拟计算证实c-BN/diamond多层膜基片中的声表面波为SH型声表面波，这种波是由位移场的水平剪切分量u2与电势φ耦合而成。c-BN/diamond多层膜中的SH型声表面波相速度很高、频散很小，可制成高频、高Q值、高稳定性声表面波谐振器。c-BN/diamond复合基片中SH型声表面波的振幅随深度衰减慢，非常适合气体、液体、生物等传感器的应用。在Ar、O2、H2、CH4四种混合气氛中，制备了致密、均匀、晶粒细小（100～150nm）、同时满足高的高弹性模量的金刚石膜。在以氢终止的衬底上生长了c-BN薄膜，发现在以氢终止的衬底上比较容易得到高品质的c-BN薄膜。采用带PFM模块的AFM在室温下对c-BN薄膜进行了垂直和水平压电响应成像,测试了垂直于膜面的和膜平面内压电振幅图像以及压电相位图像，显示了c-BN薄膜微区的压电强度和压电均匀性。在c-BN薄膜表面低温制备了频率温度系数和c-BN材料相反的类金刚石膜，使SAW谐振器更容易找到TCF为0的频点。并以类金刚石/c-BN/金刚石多层复合膜为基片设计了适用于传感器的声表面波-双通道-双端口谐振器叉指换能器版图。

成果综合统计