柔性磁电声表面波谐振器的研究

发布时间：2024-06-29 23:25

　　柔性电子是一门新兴的电子技术,具有广泛的应用前景。柔性磁电声表面波谐振器可以摆脱刚性衬底对磁致伸缩层杨氏模量效应的束缚,可应用于高灵敏度的磁传感领域。然而,在柔性衬底上集成磁致伸缩层和压电层具有很大的工艺难度,限制了这一领域的发展。本论文提出在聚酰亚胺PI衬底上依次集成FeCoSiB磁致伸缩薄膜和ScAlN压电薄膜,然后制作叉指换能器IDT,形成IDT/ScAlN/FeCoSiB/PI柔性衬底结构。本论文在设计仿真基础上,通过选材和集成工艺方面的详细探究,最终成功获得了柔性磁声表面谐振器。首先,用COMSOL软件建立模型对器件进行电-声分析,合理设计叉指换能器并选择磁致伸缩层和压电层的厚度,证明了器件工作的可行性,该器件具备了瑞利波和A1模态兰姆波的传播特性。接着,在Si衬底上探究了重要膜层的制备工艺。溅射时原位施加270 Oe的偏置磁场获得了具有单轴各向异性的FeCoSiB薄膜,研究了气压和功率对磁性能的影响。为了抑制厚度增加可能导致的垂着各向异性,在每层磁性薄膜之间插入SiO₂薄膜形成了FeCoSiB/SiO₂多层膜,探究了退火对更厚多层...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1柔性折叠屏

第一章绪论1第一章绪论1.1研究背景随着信息技术的发展，柔性电子学成为研究热点。柔性电子产品的出现颠覆了传统电子行业，不仅可以满足人们便携化需求，还可以实现与外界环境更高效的连接。柔性电子(FlexibleElectronics)是将电子信息元器件制作在柔性基板上的新兴技术。柔性....

图1-2磁电复合材料的结构

第一章绪论3显的各向异性，因而在三维磁传感应用中有巨大的发展潜力[15]。2011年，R.Jahns等人研究了基于AlN/FeCoSiB薄膜的磁电器件，该器件ME系数为1800V/cmOe@777Hz，同时灵敏度也高达5.4pT/Hz。研究发现，空气阻尼限制了器件ME系数的提升，....

图1-3磁电体声波传感器[21]

??酝ü?岣逹值可以成百上千倍的提高磁电耦合系数。Q值反映了器件中能量的耗散程度，当器件中速度增大或者谐振频率增加时，空气阻尼导致能量耗散增大，Q值降低，难以在高频下保持高的磁电耦合效应。如AlN/FeCoSiB复合薄膜在真空环境中的磁电耦合系数为12kV/cmOe，但是空气中只....

图1-4声驱动纳米机械磁电（ME）天线[20]

第一章绪论5图1-4声驱动纳米机械磁电（ME）天线[20]1.2.2磁电声表波器件A、声表面波声表面波(SurfaceAcousticWave,SAW)来自于1885年英国物理学家Rayleigh对地震波的探究，研究中发现弹性固体中存在沿表面或者交界面传播的声表面波，其能量主要集....

本文编号：3998045