介質(zhì)薄膜ppt課件-資料下載頁
2025-05-05 22:55本頁面
【正文】 洞，一致性和重復性好， 隨著時間的性能穩(wěn)定，聲波傳輸損耗小。缺點：價格高，需 要高精度加工技術，并且難以兼?zhèn)浯蟮臋C電耦合系數(shù)和小的 聲速溫度系數(shù)。 壓電陶瓷優(yōu)點 ：價格低，制造加工容易，可以 通過變化成分實現(xiàn)調(diào)整其機電耦合系數(shù)和聲速溫度 系數(shù)；缺點：均勻性差，氣孔和晶界較大，表面很 不平滑，因而傳輸損耗大，在其上難以制造精細的 叉指電極，一致性和重復性差，可靠性差。 共同缺點： 難以制得很薄的膜，因而不適用于 超高頻壓電器件。 壓電薄膜兼有單晶和陶瓷的優(yōu)點 ，即表面光滑 致密，易于制造，價格低廉，并且便于調(diào)變性能， 可靠穩(wěn)定。更重要的是，使用薄膜可以使壓電器件 達到平面化和集成化，可以使壓電材料與半導體密 切結(jié)合，實現(xiàn)壓電與載流子、聲波與光波的相互作 用，制成各種新型壓電和聲光的單片集成器件。 壓電薄膜的發(fā)展： （ 1） 20世紀 60年代初，研究 CdS和 ZnS薄膜，接著是 ZnO 薄膜； （ 2） 20世紀 60年代末期，研究 AlN薄膜和 LiNbO3薄膜； （ 3） 20世紀 70年代初期，研究 PbTiO PLZT等鈦酸鹽系 壓電薄膜； （ 4） 20世紀 80年代中期，研究 Ta2O5薄膜和 ZnO/ AlN復合 壓電薄膜。 在這些壓電薄膜中，便于制造、性能最好、研究得比較深入 的是 ZnO和 AlN薄膜。 一、壓電薄膜的壓電性能 表征壓電材料的特性參數(shù)有 介電常數(shù)、損耗角正切、壓 電常數(shù)、機電耦合系數(shù)、機械品質(zhì)因數(shù)、頻率系數(shù) 等。 壓電薄膜的最大應用場合是 表面波器件和體波器件 。 體波性能 主要有機電耦合系數(shù)、聲速，以及溫度系數(shù)和聲阻抗 等。而這些性能與薄膜內(nèi)晶體的彈性、介電、壓電和熱性能 密切相關，因此，為使薄膜的體波性能優(yōu)異，首先應該選用 合適的材料制造薄膜。 表 5 ZnO和 AlN壓電晶體的主要性能參數(shù) 表 6 ZnO和 AlN壓電晶體和薄膜的體波性能 從兩表可知， AlN的彈性常數(shù)特別大，密度較小，因 而其聲速最高，特別適用于超高頻器件。 壓電薄膜的體波性能除了與激勵模式有關以外，還與薄 膜晶粒的取向和溫度等密切相關。因為溫度變化以后，晶粒 的各種物理常數(shù)和密度都要發(fā)生改變，因而薄膜的體波性能 有所變化。為了提高體聲波器件的溫度穩(wěn)定性，必須選用溫 度系數(shù)較小的材料。 表聲波性能 薄膜表面波的性能與薄膜原材料、基片、薄膜、波模 式、傳播方向、叉指電極形式和厚度波數(shù)積有關。 表聲波性能是一個多種因素的函數(shù)，而且與薄膜質(zhì)量密 切相關。如果在薄膜中有晶粒錯向、晶粒極性反向、殘留應 變，以及各種缺陷和雜質(zhì)等，都會影響到薄膜的表聲波特 性。因此給出參考性數(shù)據(jù)如表 7所示。 表 7 ZnO和 AlN壓電薄膜的表聲波特性 二、壓電薄膜的應用 按其應用形態(tài)，有體波器件、表聲波器件和復 合諧振器件。在表聲波器件中，按器件的工作原 理，分無源器件、有源器件和聲光器件。 體聲波器件 微波延遲線、復合諧振器、音叉振蕩器、微音 器，以及多種敏感器件。各器件的核心部分是壓電 體波換能器。 表聲波器件 分為無源器件和有源器件。 表聲波無源器件：濾波器、延遲線、諧振器、 振蕩器、均衡器、鑒別器、分波器、耦合器、環(huán)流 器，以及多種敏感器件等。 表聲波有源器件：放大器、卷積器、圖像掃描 器和存儲器等。 聲光器件 光偏轉(zhuǎn)器、光調(diào)制器、光模變換器、光頻移 器、光開關等。
教學課件相關推薦
鄂ICP備17016276號-1