ZnO/IDT/SiO2结构声表面波传感器仿真和分析

针对现有声表面波理论模型难以分析多层结构声表面波传感器器件的缺点,利用周期性介质的矩阵本征算子模型,成功对ZnO/IDT/SiO2多层结构中IDT电极的机械特性对装置性能的影响进行了建模。基于此模型,仿真和分析了此结构装置的波传播速度、机械耦合系数等参数与波导层厚度以及电极厚度的关系。并将仿真结果得到的装置传输频率响应与试验结果进行比较,二者基本一致。     

外延ZnO压电薄膜的声表面波特性分析

采用RF平面磁控溅射技术在单晶Al2O3衬底上淀积了ZnO薄膜.研究了ZnO薄膜的结构特性及电学性能,XRD结果表明:在Al2O3衬底上沉积的ZnO薄膜是高度c轴取向的.电阻率测试结果表明:在纯氧中高温退火,薄膜的电阻率提高到107Ω·cm量级.对于ZnO Al2O3结构的SAW器件,随着ZnO薄膜厚度的减小,其机电耦合系数降低,但声表面波速率增加.     

SiO2/IDT/AlN/Diamond多层结构中声表面波传输特性的有限元分析

基于COMSOL软件对SiO2/IDT/AlN/Diamond多层结构中声表面波(surface acoustic wave,SAW)传输特性进行有限元(finite element method,FEM)分析.深入分析了多层结构中声波的色散特性,直观地展现了表面波向漏表面波的转化过程,研究了Al电极层厚度和SiO2缓冲层厚度对声表面波的影响.基于微加工工艺研制出一系列不同结构的声表面波谐振器,并对其频率响应特性进行了测试.测试结果与仿真结果基本一致,其中,1阶模式的声表面波表现出较好的应用潜力,可用于声表面波滤波器的研制.     

应用射频磁控溅射方法制备声表面波器件用ZnO薄膜

采有RF平面磁控溅射技术在单昌Si(100)衬底上淀积了ZnO薄膜。对退火前后ZnO薄膜的结构特性、化学组份以及缺陷特性进行了详细的研究。结果表明：在纯氧中高温退火（600℃）是改善ZnO压电薄膜的结构特性、化学组份并减少缺陷的良好方法。     

声表面波器件及其应用

介绍了声表面波器件的原理及其特点,分析了声表面波器件的应用领域,并预测了其发展前景。     

金刚石声表面波器件的研制

对ZnO／IDT／金石多层结构高频声表面波滤波器进行模拟设计、样件制备和测量．利用热丝化学气相沉积方法，在抛光Si基底沉积致密、光滑的CVD金刚石膜；采用磁控溅射法在金刚石薄膜上制备C轴取向的氧化钎压电薄膜．研制的ZnO／IDT／金刚石／硅结构SAW滤波器，又指换能器（IDT）指宽1．7μm，SAW滤波器频率达到1．4GHz．     

Si/SiO2/p-Si结构的电学特性

用射频磁控溅射法在p-Si衬底上制备了Si/SiO2薄膜,利用Au/(Si/SiO2)/p-Si结构的I-V特性曲线对其电学特性进行了分析。结果表明,样品具有很好的整流作用,起整流作用的势垒存在于(Si/SiO2)/p-Si界面附近。     

声表面波器件频率温度特性研究

对声表面波器件频率温度特性进行了分析,给出了计算方法,以JCL切型石英晶体为例计算的频温系数与实验验证结果基本相符。     

基于PSPICE的声表面波器件仿真研究

采用电路网络理论得到与SAW器件具有相同幅频特性的等效电路模型,且应用PSPICE进行仿真,仿真结果与理论分析基本一致,验证了SAW器件等效电路模型的正确性.     

基于多条耦合器声表面波器件的小波重构

提出了一种基于多条耦合器声表面波器件实现小波重构的新方案．利用基于多条耦合器声表面波器件的传递函数等于输入与输出加权换能器传递函数之积的关系，对输入、输出叉指换能器分别进行小波和重构小波加权，在单块器件上实现了小波重构功能，避免了二次插入损耗的产生．利用多条耦合器和双声路对称结构，将沿晶体表面传播的体声波进行了分离和消除，抑制了三次渡越信号，降低了接收损耗，使器件的响应特性得到了改善．实验结果表明，用新方案实现的小波重构器件比用早期方案实现的小波重构器件在插入损耗、体声波抑制、通带波纹和接收损耗方面均有明显的改善．     

纳米二氧化硅/硅异质结的表面光伏特性

采用溶胶 -凝胶法在P型单晶硅的表面镀上一层纳米二氧化硅薄膜 ,应用表面光电压谱 (SPS)、漫反射光谱 (DRS)和傅里叶红外光谱 (FTIR)研究其室温下的光伏、光吸收特性 .结果表明 :在单晶硅表面镀上一层纳米二氧化硅薄膜后 ,漫反射吸收系数F(R)比单晶硅提高了约 5 0 % ,相应的光电压信号提高了约两个数量级 .在 40 0～ 80 0℃热处理温度范围内随着温度的升高 ,纳米复合材料SiO2 /Si的光伏效应增强 ,红外光谱中的Si-O键振动吸收峰降低 ,二氧化硅薄膜中欠氧状态加剧 .     

声表面波谐振型气体传感器的研究

分析和设计了声表面波谐振型气体传感器的叉指换能器和反射栅的最佳结构,研制了ST切石英基底的双端对声表面波谐振型气体传感器,研制了一种高稳定性的振荡器电路。用所研制的ST切石英基底,谐振频率148.5 MHz,敏感薄膜为酞菁铜的双端对声表面波谐振型气体传感器进行了NO_2气体传感检测实验,检测了传感器声表面波振幅的变化,其优点是传感器的声表面波振幅的温度波动远小于通常传感器所检测的声速,提高检测温度稳定性。实验结果证明了所研制的器件具有很好的实用性。     

退火温度对ZnO/SiO_2复合薄膜结构及光学性能的影响

采用溶胶-凝胶(sol-gel)法在玻璃衬底上制备ZnO/SiO2(ZSO)复合薄膜,并采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)和光致发光(PL)谱对样品的形貌、晶体结构、透过率及光致发光性能进行表征.SEM结果表明,样品为双层结构,随着退火温度的升高,颗粒变大,并产生团聚现象;XRD结果表明,样品经退火处理后生成六方纤锌矿型ZnO,衍射峰强度和晶粒尺寸随退火温度的升高而增大;UV-Vis结果表明,样品同时具有ZnO和SiO2特征吸收边,双层复合薄膜中ZnO和SiO2两种不同材料的能带不连续导致360nm附近的曲线不平滑,并使能带蓝移,经400℃退火处理后的样品透过率较高;PL谱结果表明,在355nm波长激发下,样品分别在紫外区和蓝光区域产生发射峰,随着退火温度的升高,样品内缺陷密度减小,由缺陷引起的发光强度减弱.     

表面图案化PNIPAM/SiO2复合微球的制备和表征

采用反相悬浮聚合法合成了聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）高分子微凝胶,以PNIPAM为微反应器,利用四乙氧基正硅烷在氨水介质中的溶胶-凝胶反应,制得了具有表面图案化的核-壳型微米级PNIPAM/SiO2复合微球.并利用扫描电镜、红外光谱仪和热重分析等手段对复合微球进行了形貌和组分表征.     

XeF2对SiO2/Si的干法刻蚀

XeF2是一种可以在常温下与硅发生反应的气体,可用作对硅进行干法刻蚀的工作气体,其对硅刻蚀特性呈现各向同性.研制了一个使用脉冲法对二氧化硅/硅体系进行XeF2刻蚀的系统,刻蚀系统简单且操作容易.利用该系统成功地刻蚀出"蘑菇状"的SiO2/Si结构,得到的刻蚀选择比大于1000.     

ZnO薄膜声表面波型SF6气体传感器的研究

提出了一种基于ZnO薄膜的声表面波型SF6气体传感器.将利用微乳液法制备的ZnO颗粒制作在声表面波器件上,形成了一种对SF6气体具有物理吸附和脱吸附作用的ZnO薄膜.应用小波函数加权的输入换能器和具有抑制体声波作用的多条耦合器到声表面波器件中,传感器的频率响应特性得到了提高.声表面波器件的双声路结构消除了因外界测量条件改变引起的测量误差,进一步提高了传感器的可靠性和准确性.实验结果表明,基于ZnO薄膜的声表面波型SF6气体传感器具有较好的重复性和较强的连续测量特性,在测量范围内对各种浓度的SF6气体具有好的响应特性,传感器在9(SF6)为0.5×10-6到20×10-6范围内的线性灵敏度大约为7.3 kHz/10-6,但对CO2、N2具有一定的交叉灵敏度.     

磁控溅射Cu膜之Cu/SiO2/Si结构的应力

采用红外光弹测量法用磁控溅射淀积在SiO2/Si晶片表面的Cu膜在Si衬底中引入的应力。结果表明：SiO2在Si衬氏中引和张应力，而Cu在Si衬氏中引入压应力，在Cu/SiO2/Si结构中，随SiO2膜厚减小和Cu膜厚增大，Si衬底中张应力逐渐减小，最终转为压应力。同时比较、分析了理论估算值和实验结果的差异，预示和分析了Cu引线的可靠性。     

硅栅MOS结构Poly—Si／SiO2界面研究

利用俄歇电子能谱，二次离子质谱等表面分析手段，对硅栅ＭＯＳ结构Ｐｏｌｙ－Ｓｉ／ＳｉＯ２界面进行分析，发现该界面不是突变的，存在着成份过渡区，根据多晶硅薄膜的成核理论，确定该过渡区形成的物理起源，利用Ｆｏｗｌｅｒ－Ｎｏｒｄｈｅｉｍ隧道发射和“幸运电子”模型，定量分析过渡区对氧化层电导和器件热电子注入效应的影响。     

带有温度检测的声表面波气体传感器

设计并分析了一种新型多参量声表面波传感器.相比于传统的气体传感器,设计通过两组声路可以对气体与温度同时进行检测并直接显示被测数据.设计解决了不同温度下器件对气体敏感度不同而导致的测不准问题.实验中分别使用了中心频率为99.85 MHz和174.5 MHz的声表面波器件对气体和温度进行了检测.对理论及实验结果进行了讨论分析,实验数据与理论推导结果相吻合.