近十年来,磁电复合材料因其可以达到10-11 Tesla/Hz1/2的磁场灵敏度而备受人们的关注,但同时低频或直流磁场下灵敏度低,体积大以及噪声明显等问题又使其在应用中面临严峻挑战。针对这个问题,本论文将声表面波技术与磁电复合材料结合起来,提出一种基于ZnO/Metglas半无限基底异质结构的磁电声表面波磁场传感器。该传感器可以实现DC及宽频AC磁场的高灵敏度探测,且具有温度稳定性高、可集成和无源无线的特点。论文的主要内容如下:1、采用散射矩阵法计算了ZnO/Metglas半无限基底的声表面波传播特性。结果表明:该多层结构中只存在一种声表面波模式,且波速在2259.1 m/s到2679.2 m/s之间。当中心频率与ZnO厚度乘积fHZnO小于0.96 GHz·μm时,机电耦合常数先增大后减小,最大为0.68%;当f HZnO大于3.85 GHz·μm时,机电耦合常数从0.1%逐渐增加到0.95%,并趋于饱和。计算表明:当外磁场引起Metglas杨氏模量变化时,fHZnO小于0.96 GHz·μm时结构的波速变化更为明显。同时,为了保证磁电声表面波磁场传感器的正常工作,fHZnO存在一个上限值。另外,本论文还比较了AlN/Metglas半无限基底与ZnO/Metglas半无限基底在构建磁电声表面波磁场传感器方面的适用性。2、采用COMSOL对ZnO/Metglas半无限基底的声表面波传播特性进行了验证分析,其结果与散射矩阵法十分吻合。3、采用表面有效介电常数法研究了叉指电极的线宽、对数和孔径等参数对相对带宽、插入损耗和磁场灵敏度的影响,优化了叉指换能器的设计参数。此外,采用COMSOL分析了磁电声表面波磁场传感器的磁场灵敏度,结果表明其磁场灵敏度高达10-11 Tesla,且较薄的ZnO薄膜厚度和较小的叉指电极线宽都有助于提高传感器的磁场灵敏度。4、采用磁控溅射法在Metglas非晶带材上成功实现了高度c轴取向ZnO薄膜的低温(350℃)生长,其半高宽仅为4.28o,薄膜厚600 nm,表面粗糙度为4.1 nm。对比了实验前后Metglas基带的微结构和磁性能,Metglas并没有发生晶化,而且其磁性能也没有明显变化,初步证明了器件的可行性。