推导了横向场激励模式的体声波传播方程,并得到机电耦合系数和声波相速度的计算公式,得到了所有切型和横向电场方向的LFE耦合系数及其四维图形表达方式。计算了石英、铌酸锂、钽酸锂等材料的LFE耦合系数及其声波相速度,并发现铌酸锂材料的c模式LFE机电耦合系数高达95%;分析了上述材料常见切型的LFE频率温度特性,并与考虑TFE效应以及不考虑压电效应的情况进行了比较。利用一维的声传播模型,推导了LFE器件的Mason等效模型和Butterworth-Van-Dyke等效电路。采用静态电容补偿的方法,研制了适用于谐振阻抗高(2 KΩ以上)的LFE传感器的串联谐振频率和动态电阻锁相检测仪。并用该检测仪对LFE器件进行了检测,其结果被用来分析LFE器件的液相性能。根据理论计算结果,提出了LFE器件的纯LFE、准LFE和伪LFE三种工作模式,并得到了实验验证。研究发现用伪LFE的工作原理能够很好地解释目前常用AT切LFE器件在空气中很难发现谐振峰,而在液相中容易谐振且具有电特性敏感度高的现象。研究了四种不同电极结构的铌酸锂LFE器件在液相中的性能。并用AT切石英LFE传感器对葡萄球菌肠毒素A进行检测。
英文主题词lateral field excitation; piezoelectric device; piezoelectric coupling factor; biosensor