石英晶体谐振器（Quartz crystal resonator, QCR）常被用来测量表面结构/材料的物理性能，如密度、剪切模量、覆盖厚度等。以往的研究常将 QCR系统简化成多层结构，并假设表面层的振动相位一致，通过一维传输线模型分析。然而，随着压电器件的微型化发展及测量精度的迅速提高，表面结构的特征尺度逐渐与QCR的厚度接近，使得表面加载的构型效应凸显，原来分析模型中的振动相位一致假设不再适用，因此，需要系统深入地开展表面结构振型特征对石英晶体谐振器的动力特征和电学行为的影响分析。本文在建立相关的 QCR耦联振动的动力学模型之后，深入开展了表面荷载对QCR复合系统的电导纳性能及频率特征的影响分析，取得了如下主要研究成果：　　1.建立了球缺形单元阵列与石英晶体谐振器耦合振动的动力学模型，揭示了球缺状粘弹性物质阵列对QCR厚度剪切（Thickness-shear mode, TSM）振动的影响特征，得到了表面物质单元的粘弹性性质及球缺形状、尺寸等对复合 QCR系统电导纳的影响规律。并利用所建立的模型计算了肌腱干细胞（Tendon stem cells, TSCs）的导纳谱，与已有的实验数据进行比较后，发现两者具有很好的一致性，这充分证明了本文所建立的模型在分析表面结构/谐振器系统的耦合振动方面良好的可靠性。在此基础上，本文更深入地计算了复合QCR系统在加载有不同几何构型和体积的环氧树脂（SU-8）阵列时的导纳谱，阐明了表面荷载的几何构型和体积效应等对系统的谐振频率和导纳谱的影响规律。　　2.在石英板控制方程中引入偶应力效应，建立了表面刚性梁阵列与QCR耦合振动的动力学模型。推导了复合QCR系统的频谱方程，发现在QCR低阶固有频率处偶应力作用较弱，但随着谐振频率的阶数提高，偶应力效应增强，这是由于高频振动时的波长较小所致。所以，高频谐振时的偶应力效应不容忽视。　　3.考虑微梁的剪切变形，建立了Timoshenko微梁阵列与QCR作厚度剪切振动时的动力学控制方程，并通过电致振动分析得到了复合 QCR系统的电导纳与表面SU-8微梁的物理性质之间的关系，阐明了微梁的惯性效应和约束效应等对复合QCR系统谐振频率和导纳的影响特征，揭示了微梁剪切变形对系统导纳谱的作用规律。　　4.引入表面结构的表面效应，建立了微梁阵列/QCR复合系统的 TSM型振动的分析模型，研究了微梁表面效应（包括表面残余应力τ0和表面弹性模量 Es）对复合QCR系统导纳谱和振动模态的影响规律，所得结果对加载有纳米尺度微梁的声波谐振器系统的设计和应用具有重要意义。　　本文建立了考虑表面结构构型特征的复合 QCR系统的耦合动力学模型，深入研究了球缺阵列和微梁阵列的振型特征及表面效应等对石英谐振器谐振频率和电导纳谱的影响规律，所得结果对QCR的应用有着重要的指导意义，为QCR的研究提供了行之有效的方法。此外，开展这样的研究可以进一步促进不同学科的交叉与融合。