【摘 要】
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谐振式石英晶体传感器在生物、通讯等领域有着广泛的应用背景。随着器件生产往集成化方向发展,科研工作者和技术人员在关注器件性能稳定性的同时,也逐步追求器件的尺寸小型化。为了实现这个目标,研究电极形状对器件性能的影响对于传感器的设计具有重要意义。本文旨在分析台阶型电极对石英晶体传感器的性能影响。本文主要通过理论计算和有限元仿真两种方法来分析石英晶体谐振器和多通道石英晶体传感器。在理论计算中,本文提出一种
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谐振式石英晶体传感器在生物、通讯等领域有着广泛的应用背景。随着器件生产往集成化方向发展,科研工作者和技术人员在关注器件性能稳定性的同时,也逐步追求器件的尺寸小型化。为了实现这个目标,研究电极形状对器件性能的影响对于传感器的设计具有重要意义。本文旨在分析台阶型电极对石英晶体传感器的性能影响。本文主要通过理论计算和有限元仿真两种方法来分析石英晶体谐振器和多通道石英晶体传感器。在理论计算中,本文提出一种状态向量法求解了石英晶体谐振器的振动方程,得到了频谱图中模态耦合效应的一般性结论。在普通电极的基础上,本文引入台阶型电极,分析台阶型电极模型的振动问题。对于多通道石英晶体传感器,本文先分析了电极距离对器件的影响。为了保证器件的可集成化,本文创新性地在多通道传感器上使用台阶型电极,并分析了模型的振型与导纳特性。基于理论计算,本文使用COMSOL中的PDE模块对模型进行二维有限元仿真,得到了相同的结论。通过本文的研究,我们知道台阶型电极可以加强谐振器的能陷效应,以及使用台阶型电极可以减小通道间的耦合影响。
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