固-膜雙層結(jié)構(gòu)聲表面波傳播理論研究.pdf

1、本文首先對聲表面波器件的原理、應(yīng)用以及性能特點進行了介紹，以此為基礎(chǔ)引出了研究多層結(jié)構(gòu)聲表面波器件的必要性，并介紹了幾種研究多層結(jié)構(gòu)聲表面波器件的理論計算模型。重點研究了載流子能量傳遞理論模型和多層介質(zhì)結(jié)構(gòu)聲波場理論模型，并利用編程軟件分別對導(dǎo)電薄膜/壓電基底的固-膜雙層結(jié)構(gòu)和壓電薄膜/非壓電基底的固-膜雙層結(jié)構(gòu)中聲表面波傳播特性進行了計算模擬。
　　在導(dǎo)電薄膜/壓電基底的固-膜雙層結(jié)構(gòu)聲表面波傳播特性研究中，隨著薄膜電導(dǎo)率的提升

2、，聲表面波的頻率偏移量和波速偏移量單調(diào)上升，并且在薄膜電導(dǎo)率與壓電基底共振電導(dǎo)率比值范圍內(nèi)時上升最快。而單位波數(shù)的衰減則是先上升后下0Csv降，并且在薄膜電導(dǎo)率和壓電基底的共振電導(dǎo)率Csv0相等時達到最大值K2/4。
　　利用以上結(jié)果，計算了LiNbO3上鍍CuPc摻雜PVP的薄膜摻雜比例對聲波參數(shù)影響，以及基于金屬酞菁材料制備的聲表面波NO2傳感器聲波特性。得出隨著CuPc與PVP質(zhì)量比的上升，聲表面波頻率偏移量和聲波衰減都在上

3、升，并且當(dāng)質(zhì)量比在2:1和3:1之間時，頻率偏移量和衰減上升最快。NO2傳感器隨著NO2濃度的上升，頻率偏移量和損耗也都在升高，但上升趨勢慢慢趨于平緩，在觀察范圍內(nèi)器件的平均頻率偏移量分辨率為4.4Hz/ppm。
　　在壓電薄膜/非壓電基底的固-膜雙層結(jié)構(gòu)中，本文以多層膜聲波場理論為基礎(chǔ)，利用剛度矩陣法求解了壓電薄膜/非壓電基底雙層結(jié)構(gòu)在四種不同激勵條件下的有效介電常數(shù)公式，證明了計算過程中頻率f和薄膜厚度h的代數(shù)對稱關(guān)系。利用編