聲表面波器件具有廉價(jià)、微型化、多用途等特點(diǎn),憑借著這些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),聲表面波器件在通訊領(lǐng)域占據(jù)了巨大的市場(chǎng)份額;同時(shí)在傳感器領(lǐng)域也得到了廣泛的研究和應(yīng)用;在微流控領(lǐng)域同樣展示了廣闊的市場(chǎng)前景。Zn O作為聲表面波壓電材料具有成本低、原料豐富、較高的機(jī)電耦合系數(shù)和良好生物相容性等優(yōu)點(diǎn),通過(guò)不同的制備工藝可獲得不同取向的ZnO薄膜,有望替代昂貴的LiNbO₃和LiTaO₃壓電單晶材料,作為制造聲表面波器件的主要壓電薄膜材料。本文的研究?jī)?nèi)容包含以下幾個(gè)方面:(1)首先利用射頻磁控濺射法在Si和SiO₂(200nm)/Si基底上分別制備(0002)ZnO和(11(?)0)ZnO兩種不同取向的薄膜,探討了濺射氣壓、氬氧比和沉積溫度對(duì)ZnO薄膜取向的影響。發(fā)現(xiàn)(0002)ZnO薄膜適合在高濺射氣壓(1Pa)、較高氬氧比(9:1)和較高沉積溫度(400℃)的工藝條件下制備;(11(?)0)取向的ZnO薄膜適合于低濺射氣壓(0.1Pa)、低氬氧比(100%O₂)和較高沉積溫度(500℃)的射頻濺射環(huán)境下制備。(2)通...

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 聲表面波器件的應(yīng)用與發(fā)展
        1.2.1 聲表面波器件在通訊領(lǐng)域的發(fā)展
        1.2.2 聲表面波器件在傳感器領(lǐng)域的發(fā)展
        1.2.3 聲表面波器件在微流體領(lǐng)域的發(fā)展
    1.3 固體中彈性波的傳播
        1.3.1 非壓電晶體中彈性波的傳播
        1.3.2 壓電晶體中彈性波的傳播
    1.4 壓電材料
    1.5 ZnO薄膜材料的特性與應(yīng)用
    1.6 有限元分析方法
    1.7 研究?jī)?nèi)容、意義以及創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 ZnO壓電薄膜的生長(zhǎng)及其表征方法
    2.1 薄膜生長(zhǎng)機(jī)理
    2.2 ZnO薄膜制備方法
        2.2.1 金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法
        2.2.2 分子束外延
        2.2.3 溶膠-凝膠法
        2.2.4 磁控濺射法
    2.3 ZnO薄膜的表征方法
        2.3.1 X射線衍射儀
        2.3.2 掃描電子顯微鏡
        2.3.3 原子力顯微鏡(AFM)
    2.4 本章小結(jié)與實(shí)驗(yàn)計(jì)劃
第三章 射頻磁控濺射制備ZnO薄膜及其生長(zhǎng)特性研究
    3.1 引言
    3.2 (0002)擇優(yōu)取向ZnO薄膜生長(zhǎng)探究
        3.2.1 濺射氣壓對(duì)(0002)擇優(yōu)取向ZnO薄膜生長(zhǎng)的影響
        3.2.2 氬氧比對(duì)ZnO薄膜生長(zhǎng)的影響
        3.2.3 沉積溫度對(duì)ZnO薄膜生長(zhǎng)的影響
    3.3 (11(?)0)ZnO擇優(yōu)取向薄膜生長(zhǎng)特性探究
        3.3.1 濺射氣壓對(duì)ZnO薄膜生長(zhǎng)的影響
        3.3.2 氬氧比對(duì)ZnO薄膜生長(zhǎng)的影響
        3.3.3 沉積溫度對(duì)ZnO薄膜生長(zhǎng)的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 ZnO/SiO₂/SiLove模聲表面波器件的模擬與實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 引言
    4.2 聲表面波器件的關(guān)鍵參數(shù)
        4.2.1 相速度
        4.2.2 機(jī)電耦合系數(shù)
        4.2.3 頻率溫度系數(shù)
    4.3 ZnO/SiO₂/Si多層膜聲表面波器件的模擬與實(shí)驗(yàn)
        4.3.1 ZnO/SiO₂/Si三維有限元模型的建立與研究方法
        4.3.2 制作與測(cè)試器件
    4.4 結(jié)果討論與分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 聲表面波微流體器件的模擬與實(shí)驗(yàn)
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        5.2.1 叉指換能器的設(shè)計(jì)
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)詳情與表征
    5.3 模型的建立與研究方法
        5.3.1 聲壓場(chǎng)
        5.3.2 聲流場(chǎng)
    5.4 結(jié)果討論與分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果



本文編號(hào)：3909442