声表面波(SAW)器件是一类常见的微纳尺度器件,通常应用在通信和传感两大领域中。在通信应用中,由于频率过滤特性出色、造价低廉、工艺较一致、集成度高等特点,声表面波滤波器和双工器等被广泛应用在智能手机等各类电子产品的射频前端模块当中。在传感应用中,由于其较高的谐振频率和相对稳定的性能,对温度、湿度、压力、物质浓度等各类物理量的测量均可方便转化为频率的偏移这一电学量,从而被较为方便的读取出来,因此也得到了广泛的研究。本文对声表面波器件的理论和工艺进行研究,提升器件的综合性能,并在多个环境传感领域进行应用尝试和拓展。首先,本文对声表面波的背景进行介绍,并对声表面波器件的工作原理、关键指标、建模仿真、工艺制备、测试分析等进行阐述。声表面波器件的主要性能指标包括谐振频率、品质因数、温度系数等,这些指标通常由压电衬底材料特性和工艺因素决定。本文从衬底材料结构优化和微纳加工工艺提升两部分着手,制备出了高性能的声表面波谐振器件。然后,本文利用声表面波器件进行了包括温度、生化、颗粒物等多个环境细分领域的传感应用。其中针对温度传感,构建了包含声表面波芯片和频率读出电路芯片的便携式传感系统,摆脱了对传统探针台式测试方式的依赖,并进行了高分辨率、快速的温度测量。针对生物化学传感,利用基于乐福波的声表面波器件对水源中的重要污染物质藻毒素浓度进行了检测,检测灵敏度满足实际需求。针对颗粒物传感器,初步搭建了包含颗粒物发生源、声表面波器件和标定设备等的测试系统,并进行了基础测试分析。最后,本文对研究工作进行总结和展望。本工作主要基于高性能声表面波谐振器件,进行了多领域的环境传感应用尝试。声表面波器件在通信应用中受限于频段不断提升、性能要求苛刻等因素,扩展空间有限。而在传感领域,声表面波器件依然空间巨大,根据实际应用需求研究不同类型的声表面波器件并结合配套电路等外围组件构建传感系统,将仍然是非常重要的研究方向。