針對(duì)在柔性襯底上制備非晶軟磁薄膜的技術(shù)難題,該文研究并制作了一種基于柔性聚酰亞胺(PI)襯底的磁聲表面波(MSAW)諧振器。通過在柔性PI襯底上濺射沉積了非晶FeCoSiB磁致伸縮薄膜和ScAlN壓電薄膜,光刻制備了叉指電極,并形成IDT/ScAlN/FeCoSiB/PI層狀結(jié)構(gòu),成功獲得了柔性MSAW諧振器。采用X線衍射(XRD)和原子力顯微鏡(AFM)分析了薄膜的結(jié)構(gòu)和表面形貌及利用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)和短路微帶線法測(cè)試了FeCoSiB薄膜的靜態(tài)磁性和高頻磁譜特性,最后在探針臺(tái)上利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)器件進(jìn)行測(cè)試,并與COMSOL仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該MSAW器件有兩個(gè)諧振峰,其中瑞利波出現(xiàn)在28.32 MHz,蘭姆波出現(xiàn)在93.69 MHz。 

【文章來源】：壓電與聲光. 2020年04期 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

基于柔性襯底的MSAW

磁電復(fù)合薄膜和柔性襯底的熱膨脹系數(shù)差別大,但SAW器件要求壓電薄膜需要高度c 軸取向、低表面粗糙度和大的壓電常數(shù)。首先,我們分析了制備在 PI 襯底上的FeCoSiB 多層膜和ScAlN的微觀結(jié)構(gòu),如圖 2所示。由圖可知,FeCoSiB薄膜無明顯的晶態(tài)衍射峰,表明薄膜即使在經(jīng)歷較高功率制備ScAlN后也保持了非晶態(tài)結(jié)構(gòu),這是獲得優(yōu)良軟磁性能的關(guān)鍵。另外,由圖2分析可知,ScAlN 薄膜僅在 35.0°出現(xiàn) (002) 的衍射峰,未出現(xiàn)其他衍射峰。這表明薄膜具有良好的c軸取向性。這是獲得優(yōu)良?jí)弘娦阅艿年P(guān)鍵[15],同時(shí)為獲得高機(jī)電耦合性能的SAW器創(chuàng)造了條件。薄膜的致密性及表面粗糙度同樣會(huì)影響器件的性能。圖3為重要膜層的AFM。由圖 3(a)可知,經(jīng)過涂覆液態(tài) PI和亞胺化處理后的柔性襯底具有較小的粗糙度,僅為1.5 nm,對(duì)于后續(xù)薄膜的生長(zhǎng)有重要意義。由圖 3(b) 可知,FeCoSiB薄膜的表面粗糙度為0.92 nm,平整度高。這表明熱處理可緩解應(yīng)力產(chǎn)生的形變,有效降低磁性薄膜的表面起伏。由圖 3(c) 可知,隨著磁電復(fù)合薄膜厚度的增加,表面粗糙度增加到3.18 nm,但薄膜不剝落、應(yīng)力較小,表面起伏僅為總厚度的0.02%。

薄膜的致密性及表面粗糙度同樣會(huì)影響器件的性能。圖3為重要膜層的AFM。由圖 3(a)可知,經(jīng)過涂覆液態(tài) PI和亞胺化處理后的柔性襯底具有較小的粗糙度,僅為1.5 nm,對(duì)于后續(xù)薄膜的生長(zhǎng)有重要意義。由圖 3(b) 可知,FeCoSiB薄膜的表面粗糙度為0.92 nm,平整度高。這表明熱處理可緩解應(yīng)力產(chǎn)生的形變,有效降低磁性薄膜的表面起伏。由圖 3(c) 可知,隨著磁電復(fù)合薄膜厚度的增加,表面粗糙度增加到3.18 nm,但薄膜不剝落、應(yīng)力較小,表面起伏僅為總厚度的0.02%。2.2 薄膜磁性分析


本文編號(hào)：2930880