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中国科大研制超高Q值铌酸锂MEMS兰姆波谐振器

来源:     作者:信息发布人员     发布时间:2022年06月27日     浏览次数:         

  随着移动通信从5G向后5GB5G和6G发展,一些国家已将6GHz全频段授权用于Wi-Fi 6E,而更多的国家在考虑将此频段部分用于6G蜂窝无线通信,因此,源于对不同制式和频段间信号的隔离要求,工作于6GHz的高Q声波谐振器及高性能滤波器将会成为下一阶段无线通信发展的关键技术,也是我国6G技术发展必须要自主可控的基础射频元器件与芯片。

  5月21日,中国科大网站对外发布中国科学技术大学微电子学院左成杰教授研究团队在铌酸锂(LiNbO3)压电薄膜上设计并实现了Q值超过100,000的高频(6.5GHz)MEMS声学谐振器,与已报道的工作相比,把Q值提升了2个数量级。相关成果以“Ultra HighQLithium Niobate Resonator at 15-Degree Three-Dimensional Euler Angle”为题于5月16日在线发表在电子器件领域知名期刊IEEE Electron Device Letters上。

  研究人员提出了一种基于三维欧拉角α在x-cut单晶铌酸锂压电薄膜上设计并制备高频MEMS谐振器的方法。通过设计谐振器的电极结构,工作于6.5GHz的对称型兰姆波模态(S1振动模态)被激发,并且当声波传播方向(α)位于15°时,谐振器并联谐振频率(fp)处的品质因数(Qp)高达131540,对应的谐振器优值k2·Qp和fp·Qp分别达到6300和8.6×1014Hz。

  与近10年来研制的工作在类似频段的谐振器比较,该新型MEMS谐振器把Q值提升了2个数量级,并且首次突破了谐振频率与Q值乘积(f·Q)这一难以同步提升的谐振器优值极限。更重要的是,相关工作成功发现了利用三维欧拉角可以对铌酸锂薄膜介电损耗和声学损耗进行调控的新机理,为未来微纳器件在高频无线通信、医学超声成像、智能信息处理和物联网传感器等应用领域打开了更多的可能性。

                                                                                                                                                            (摘编自 半导体行业观察

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