[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于超高帶寬聲波諧振器的帶寬調(diào)節(jié)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110030254.8
• 申請(qǐng)日: 2021-01-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112865744A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫成亮;谷曦宇;國(guó)世上;劉婕妤;高超;劉炎;鄒楊;徐沁文
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H03H9/17
• 分類(lèi)號(hào): H03H9/17;H03H3/02
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 許蓮英

本發(fā)明提出了一種基于超高帶寬聲波諧振器的帶寬調(diào)節(jié)方法。本發(fā)明超高帶寬聲波諧振器包括：襯底、歐拉角變換的壓電層、電極層,所述電極層由多個(gè)電極構(gòu)成。本發(fā)明調(diào)整所述歐拉角變換的壓電層的歐拉角，進(jìn)一步調(diào)整所述歐拉角變換的壓電層的材料的晶格軸向；通過(guò)調(diào)整所述歐拉角變換的壓電層的材料的晶格軸向，進(jìn)而調(diào)整所述歐拉角變換的壓電層的材料的壓電應(yīng)力常數(shù)矩陣；通過(guò)調(diào)整所述歐拉角變換的壓電層的材料的壓電應(yīng)力常數(shù)矩陣中元素而調(diào)整機(jī)械耦合系數(shù)。本發(fā)明通過(guò)調(diào)整壓電材料的歐拉角，改變壓電材料的壓電應(yīng)力常數(shù)，繼而控制又壓電系數(shù)造成的聲波模態(tài)耦合產(chǎn)生的機(jī)電耦合系數(shù)，實(shí)現(xiàn)諧振器的帶寬控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于諧振器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于超高帶寬聲波諧振器的帶寬調(diào)節(jié)方法。

背景技術(shù)

5G/6G時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，移動(dòng)通訊終端對(duì)濾波器開(kāi)始要求更高的頻率和更大的帶寬，從而對(duì)諧振器的性能提出了更高的要求。現(xiàn)有的聲波濾波技術(shù)因其優(yōu)異的使用性能被廣泛使用，因此，實(shí)現(xiàn)大帶寬的諧振器組件成為了目前要解決的首要難題。

新的5G濾波器(N77、N78和N79)需要高頻(3-5GHz)和非常大的帶寬，但是這對(duì)現(xiàn)有的聲表面波(SAW)和體聲波(BAW)技術(shù)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，這些技術(shù)通常受到較低的聲耦合、較窄的帶寬以及對(duì)高頻的尺寸要求越來(lái)越小的限制。2010年，Michio Kadota和TakashiOgami在395nm的鈮酸鋰晶體板上設(shè)計(jì)并制作了反共振頻率(Fr)為5.44ghz的Lamb波諧振器，認(rèn)為這是第一次報(bào)道了在頻率大于5GHz的高頻諧振器件，但是帶寬只在30％左右，仍然不足支持5G諧振器的帶寬。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)背景技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種能有效改變諧振器的機(jī)電耦合系數(shù)的超高帶寬聲波諧振器。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種基于超高帶寬聲波諧振器的帶寬調(diào)節(jié)方法。

所述超高帶寬聲波諧振器包括：襯底、歐拉角變換的壓電層、電極層,所述電極層由多個(gè)電極構(gòu)成；

所述歐拉角變換的壓電層置于所述襯底之上，所述歐拉角變換的壓電層的歐拉角為β，且0°≤β≤180°；

所述電極層分別沉積在所述歐拉角變換的壓電層上或者嵌入所述歐拉角變換的壓電層；

在上述的超高帶寬聲波諧振器中，所述歐拉角變換的壓電層的切型選自下列任一種：Z切(0°，0°～180°，0°)。

在上述的超高帶寬聲波諧振器中，所述歐拉角變換的壓電層的刻蝕形成的截面形狀為：圓形、彎曲形、規(guī)則多邊形或不規(guī)則多邊形；

在上述的超高帶寬聲波諧振器中，所述歐拉角變換的壓電層采用的材料包括鈮酸鋰、鉭酸鋰、氮化鋁、PZT；

在上述的超高帶寬聲波諧振器中，所述電極的截面形狀為：圓形、規(guī)則多邊形或不規(guī)則多邊形；電極的材料為鉑、鉬、銅、銀、鎢、鋁或金。

在上述的超高帶寬聲波諧振器中，所述電極排列方式為規(guī)則圖形或不規(guī)則圖形。

所述帶寬調(diào)節(jié)方法包括以下步驟：

步驟1：調(diào)整所述歐拉角變換的壓電層的歐拉角，進(jìn)一步調(diào)整所述歐拉角變換的壓電層的材料的晶格軸向；

步驟2：通過(guò)調(diào)整所述歐拉角變換的壓電層的材料的晶格軸向，進(jìn)而調(diào)整所述歐拉角變換的壓電層的材料的壓電應(yīng)力常數(shù)矩陣；

步驟3：通過(guò)調(diào)整所述歐拉角變換的壓電層的材料的壓電應(yīng)力常數(shù)矩陣中元素而調(diào)整機(jī)械耦合系數(shù)。

作為優(yōu)選，步驟2所述壓電應(yīng)力常數(shù)矩陣為：