【摘 要】
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氧化锌作为一种多功能的Ⅱ～Ⅵ族宽禁带化合物n型半导体材料，具有六方纤锌矿结构。ZnO具有多种突出的物理特性，并以其良好的压电特性而成功应用于声表面波器件和压电传感器。
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氧化锌作为一种多功能的Ⅱ～Ⅵ族宽禁带化合物n型半导体材料，具有六方纤锌矿结构。ZnO具有多种突出的物理特性，并以其良好的压电特性而成功应用于声表面波器件和压电传感器。 本文利用直流反应磁控溅射方法在Si基底上沉积了ZnO薄膜，分别研究了基片温度、溅射气氛等条件对生长薄膜质量的影响。通过工艺参数的优化，在衬底温度为300℃，氩氧混合气氛（Ar∶O2=4∶1）中制备出了性能优良的ZnO薄膜。 薄膜的XRD表征分析表明生长的样品高度C轴取向。AFM表面形貌分析表明薄膜表面均匀平整，晶粒直径在30～50nm。电阻率测试表明退火后样品的电阻率达到107Ω·cm。压电系数测试仪表明制备薄膜的压电系数达到10-12C／N。 对ZnO／SiO2／Si结构悬臂梁式ZnO压电传感器进行了有限元分析，运用ANSYS软件建立了压电薄膜悬臂梁结构的有限元模型，对ZnO薄膜悬臂梁结构进行了模态分析和结构静力分析，通过模态分析得到了厚度为0.5μm尺寸为500μm×500μm的悬臂梁结构ZnO压电传感器的谐振频率和荷载状态下的形变及应力分布。 本论文的研究为氧化锌压电传感器阵列的研制奠定了基础。
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