基于有限元方法研究AT切石英晶体谐振器的动态特性

基于有限元方法研究石英晶体谐振器的谐响应振动特性.通过改变AT切石英晶片尺寸,分析不同尺寸情况下石英晶体各轴向的振动位移分布情况,可了解AT切石英晶体谐振器的厚度剪切振荡模态和寄生振动模态分布情况.仿真结果与实际测试结果对比,证明了采用这种仿真方法有助于石英晶体谐振器的设计.     

非等厚电极对石英晶体板高频振动影响分析

利用Mindlin一阶板理论分析了覆盖非等厚电极层的AT切石英晶体板的高频振动,获得了包含厚度剪切振动模态、弯曲振动模态、面剪切振动模态、拉伸振动模态和厚度扭转振动模态的色散关系和频谱关系。研究结果表明由于上下电极层的非等厚性,过去认为不耦合的两组振动模态变得相互耦合,必须进行联合求解。计算结果表明由于非等厚电极层的质量效应,各振动模态的频率均有所降低。根据石英晶体板高频振动的频谱关系图,可以选取石英晶体板的最佳长厚比作为谐振器的制造尺寸。获得的电极层厚度与频率变化关系可以用来指导谐振器电极层厚度设计。     

石英谐振器在强磁场中的磁-敏特性

研究了石英晶体谐振器在强磁场影响下频率变化的原因.结果表明石英晶体谐振器的磁性支架在受到磁场的影响下产生相应的应力,该应力沿石英晶片的边缘作用于石英晶体引起谐振器频率的变化.该实验结果对如何减小磁场对石英晶体谐振器的影响有一定的参考价值.     

石英晶体板非线性高频振动的拓展伽辽金法分析

针对考虑几何和材料非线性的石英晶体板厚度剪切振动和弯曲振动的方程组,利用扩展伽辽金法对该方程组进行转化和求解,分别获得了强烈耦合的厚度剪切振动模态和弯曲振动模态的频率响应关系,绘制了不同振幅比和不同驱动电压影响下的频率响应曲线图。数值计算结果表明可以选取石英晶片的最佳长厚比尺寸来避免两种模态的强烈耦合。驱动电压的变化将引起石英晶体谐振器厚度剪切振动频率的明显改变,必须将振动频率的漂移值控制在常用压电声波器件的允许值之内。扩展伽辽金法对石英晶体板非线性振动方程组的求解为非线性有限元分析和偏场效应分析奠定了基础。     

基于有限元方法研究预应力条件下石英晶体的高频振动特性

利用有限元方法,计算AT切石英晶体受到沿不同方位角度施加的对径力后石英晶片的振动位移分布情况.该有限元分析结果能够直观的获取石英晶体厚度方向的剪切振动和弯曲振动的图形.通过对预应力模态计算结果分析表明石英晶体振动方向随着施加不同方向的方位角的改变而发生改变.该结果有助于更好研究石英晶体受力后的振动模态.     

基于散射单元的声子晶体振动带隙研究

硬质芯体及其包覆层构成的复合结构称为散射单元,散射单元按照特定的排列方式可以构成声子晶体.文章采用有限元方法分别计算了立方散射单元构成的一维声子晶体及简单立方结构三维声子晶体的振动特性,结果表明,两种声子晶体的振动带隙有较好的一致性,因此,对三维声子晶体振动带隙的研究可以简化为对一维声子晶体振动带隙的研究.叠加层数、芯体材料对一维声子晶体振动带隙的影响在文中进行了讨论.最后,声子晶体的振动特性测试结果验证了文中的结论.     

Li2B4O7晶体在SAW技术中的应用研究

采用CZ法生长了30×30mm3的Li2B4O7单晶体.对晶体的压电性能进行了研究,弹性系数的交叉分量少,数值相对较小;在(001)面内有较高的声波传播速度,其变化范围为6500～7080m/s,在[001]方向有较低的声波传播速度,大约为5160m/s;而压电性能表明在不同方向的机电耦合系数均比石英晶体相应参数大得多.对晶体谐振器和压控震荡器的性能进行了研究,发现其机电耦合系数近似石英的十倍,很适合用来制作宽频器件.晶体谐振器的频率温度特性为抛物线型,其转变温度在室温,在-10℃～55℃温度范围内频率变化为3×10-4,具有良好的频谱响应,其寄生频率高出主振180kHz,衰减大于30dB,完全能满足器件使用要求.晶体滤波器3dB带宽的相对宽为1;,而石英仅为0.4;.     

几种氧化物晶体的非弹性振动特性

本文采用拉曼散射技术,从声子角度研究了三种不同系列的氧化物晶体的非弹性振动特性,主要结论为:同位素7LiNbO3晶体中同位素对声子的影响不明显,拉曼模的线宽主要受晶体的本征缺陷影响;y(Yb,Nd)∶YxGd1-x(VO4)混晶属于一模混晶体系,振动模波数随组分呈单声子变化趋势;CBN晶体的内振动模变化主要受最短Nb-O间距影响,CBN32晶体的铁电相变点是465 K,晶体在铁电相的模软化速率小于顺电相,主要源于居里点之下晶体的负热膨胀性质。     

石英晶体中的腐蚀隧道缺陷

石英晶体中的腐蚀隧道缺陷是晶体结构中位错的宏观表现.腐蚀隧道缺陷不仅影响石英加工过程,由于石英晶体元器件常处于冲击、振动、温度变化、辐射等的环境中,腐蚀隧道缺陷也大大影响元器件的性能,降低结构强度.本文对腐蚀隧道进行了比较系统的分析,提出了减少、抑制晶体中腐蚀隧道缺陷的技术手段.     

Li离子浓度对铌酸钾锂晶体[NbO6]7-八面体畸变的影响

用顶部籽晶法生长了一批不同组成的铌酸钾锂晶,用同步辐射X射线分析了晶体结晶特性,用Philips PW2400 X射线荧光光谱法测量了晶体的组成.对三种组成的晶体样品测量了红外拉曼光谱,分析了晶体中组分离子浓度对晶体红外拉曼光谱特征的影响,结果表明,晶体中位于C格位的Li离子浓度对晶体拉曼光谱产生了强烈的影响,影响的本质在于晶体中Li含量的提高导致晶体中[NbO6]7-八面体畸变程度加大,对八面体晶格振动产生了强烈的影响.