声表面波器件通过沉积在压电材料上的叉指电极实现电信号和声表面波信号之间的相互转换。相比于电磁波,声表面波的声速慢且能量主要集中在表面,非常有利于信号的取样和变换处理。另外声表面波器件具有体积小、可靠性高、适于批量生产等特点,在无线通信、卫星导航和传感等领域得到了广泛的应用。但是Sub-6 GHz的5G系统的快速发展和人工智能等新兴领域的兴起,迫切需要性能优秀的超高频声表面波器件。精细的叉指电极、高阶谐波和基于高速衬底的多层膜结构是当前提高声表面波器件频率的主要手段。然而传统的以压电单晶为衬底的声表面波器件受限于压电材料声速及电极工艺极限,主要应用在3 GHz以下的设备中。而基于压电薄膜/高速衬底的新型多层膜结构虽然可以获得较高的工作频率,但其机电耦合系数小、压电薄膜取向性差等缺点限制了该结构的发展与应用。本文主要对基于铌酸锂压电单晶的多层膜结构进行设计以获得高频及高性能的声表面波器件。为拓展传统的以压电单晶为衬底的声表面波器件在高频领域的应用,本文从理论和实验两方面对其在超高频下的模式激发及传播特性进行研究。首先通过有限元仿真软件系统研究了Si O2/128°Y Li Nb O3多层膜结构声表面波传播方向的影响,以及沿x方向和90°x方向传播的声表面波的频散特性。随后根据仿真结果制备了波长为400 nm到2000 nm的Si O2/IDT/Li Nb O3声表面波器件,并对制备的声表面波器件进行S参数的测试。结果表明,相较于常用的Si O2/IDT/128°YX Li Nb O3声表面波器件,Si O2/IDT/128°Y90°X Li Nb O3声表面波器件的2nd漏波损耗较小。在波长为1000 nm时,其频率高达6.70 GHz,机电耦合系数为3.14%。这为传统声表面波器件在亚微米尺寸下的应用提供分析依据。针对压电薄膜/金刚石多层膜结构机电耦合系数低且制备困难的缺点,本文还提出了可以与低温金属键合工艺兼容的Li Nb O3/Cu/Diamond多层膜结构。通过有限元仿真对其传播特性进行研究发现,基于X134°Y Li Nb O3/Cu/Diamond多层膜结构的Mode4在获得高相速的同时可以获得稳定的高机电耦合系数。优化参数后其机电耦合系数可以高达15%以上的同时,相速度大于6000 m/s。在高频声表面波器件中具有广阔的应用前景。