基于柔性衬底的氮化铝兰姆波谐振器

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近年来,柔性电子器件以制作成本低、重量轻、弯曲性好、生物兼容等优势展现出广阔的应用前景。其中,柔性MEMS器件以体积小、性能稳定等优点也获得了越来越多的关注。到目前为止,研究人员已经开发出多种柔性MEMS器件,如薄膜体声波谐振器、静电驱动器、换能器等。MEMS兰姆波谐振器作为一种新型的技术也逐渐发展了起来。但是,由于复杂的制作工艺,直到目前还没有关于柔性兰姆波谐振器的相关报道。因此,围绕柔性兰姆波谐振器的设计研究具有十分重要的意义。与薄膜体声波谐振器等其它MEMS器件相比,兰姆波谐振器可以在同一片基底材料上实现多种不同频率的器件。本论文介绍了通过转移技术在同一片柔性衬底上制作出了三种不同结构的兰姆波谐振器,对于制作微型化的多频率控制器件至关重要。论文首先介绍了压电声波谐振器的基本理论、兰姆波谐振器的设计原理;引入等效模型对兰姆波谐振器的性能指标进行分析;介绍了压电薄膜的选择以及柔性器件的制作方法。讨论了柔性兰姆波谐振器的制作工艺:首先讨论了三种不同结构的兰姆波谐振器的特点,并建立有限元仿真模型进行分析;然后介绍了使用软件进行兰姆波谐振器版图设计的流程;随后,论文以横向场激发型兰姆波谐振器为例详细介绍了硅衬底上兰姆波器件的加工流程;介绍了采用纳米压印的方法在柔性衬底上制作空腔的过程;之后描述了转移平台的搭建,兰姆波器件从硅衬底上剥离及转移到柔性衬底上的方法。最后,论文对制作出的柔性兰姆波谐振器进行电学测试:包括在不同弯曲条件及不同温度条件下的性能测试;并将测试结果与基于硅衬底的兰姆波谐振器进行对比。
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