声表面波（surface acoustic wave,SAW）器件由于具有信号处理简单方便、很强的抗辐射功能、动态范围大、适于批量化生产等优点一直受到学者们的青睐,广泛应用于移动通信系统、电视、广播、各类军用雷达、传感器、滤波器中。压电材料和叉指电极是决定声表面波器件性能的关键要素。氮化铝压电薄膜具有高声速和温度稳定性好等显著优点,是与高声速衬底材料结合制备声表面波器件的理想材料;石墨烯可以维持巨大的电流,并且质量很轻,因而是减小声表面波质量负载效应和制作更精细尺寸叉指电极的理想材料。论文主要围绕基于氮化铝和石墨烯的声表面波器件设计与制造关键技术开展研究。论文主要研究如下:1.介绍了叉指换能器的耦合模（Coupling-of-Mode,COM）模型和P-矩阵表示方法,实现了多层膜声表面波器件的模拟,建立了多层结构声表面波器件的理论模型,获得了S参数的表达式,并对不同衬底材料、叉指电极厚度等对声表面波器件的影响规律进行了仿真分析,为基于氮化铝和石墨烯的多层结构声表面波器件研究提供了理论依据。2.研究了氮化铝薄膜在蓝宝石、碳化硅、金刚石/单晶硅等高声速衬底材料上的磁控溅射制备方法,并采用扫描电镜、原子力显微镜、X射线衍射等方法对制备的氮化铝薄膜进行了测试表征。测试结果表明,制备的氮化铝薄膜表面平整、致密、光滑。蓝宝石衬底上制备的氮化铝薄膜表面粗糙度为1.06nm,碳化硅衬底上制备的氮化铝薄膜表面粗糙度为6.27nm,金刚石/单晶硅衬底上制备的氮化铝薄膜表面粗糙度为15.3nm。蓝宝石衬底和碳化硅衬底上制备的氮化铝薄膜具有较好的（002）晶体取向,而金刚石/单晶硅衬底上制备的氮化铝并没有得到较好的（002）晶体取向。3.介绍了声表面波器件制备的主要工艺流程,研究了金属叉指电极和石墨烯叉指电极的制备方法,重点突破了石墨烯叉指电极的转移、光刻、刻蚀等工艺,分别在铌酸锂、氮化铝/蓝宝石、氮化铝/碳化硅等衬底上制备了金叉指电极和石墨烯叉指电极,实现了不同衬底材料和不同叉指电极材料的声表面波器件制备。4.对金电极/铌酸锂、金电极/氮化铝/蓝宝石、石墨烯电极/铌酸锂、石墨烯电极/氮化铝/蓝宝石、石墨烯电极/氮化铝/碳化硅等声表面波器件进行了测试,均获得了良好的声表面波信号,验证了设计和制造方法的正确性和可行性。并基于金电极/铌酸锂结构的声表面波器件实现了声表面波器件对TNT检测的应用探索。