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Theoretical and Experimental Analysis of the Spurious Modes and Quality Factors for Dual-Mode AlN Lamb-Wave Resonators Analyse théorique et expérimentale des modes parasites et des facteurs de qualité pour les résonateurs à ondes de Lamb AlN bimodes

Haiyan SUN, Xingyu WANG, Zheng ZHU, Jicong ZHAO

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Résumé:

Dans cet article, les modes parasites et le facteur de qualité (Q) les valeurs des résonateurs à onde d'agneau AlN bimode à un port à 500-1000 4 MHz ont été étudiées par analyse théorique et vérification expérimentale. Grâce à l'analyse par éléments finis, nous avons constaté qu'optimiser la largeur de la limite de réflexion latérale aux deux extrémités du résonateur pour atteindre le quart de longueur d'onde (λ/6), ce qui peut améliorer sa pureté spectrale et décaler sa fréquence de résonance. Les résonateurs conçus ont été micro-fabriqués en utilisant des procédés de lithographie sur une plaquette de XNUMX pouces. Les résultats mesurés montrent que le mode parasite peut être converti et dissipé, se divisant en plusieurs modes longitudinaux en optimisant la largeur de la limite de réflexion latérale, ce qui concorde bien avec l'analyse théorique. De même, l'optimisation de la largeur du transducteur interdigital (IDT) et du nombre de doigts IDT peut également supprimer les modes parasites du résonateur. De plus, on constate qu’il n’y a pas de différence significative dans la Qs valeur pour les deux modes du résonateur bimode avec l'ancre étroite et l'ancre complète. L'onde acoustique qui s'échappe de l'ancre vers le substrat produit un petit déplacement et l'énergie est limitée dans le résonateur. Comparé au résonateur avec Au IDT, le résonateur avec Al IDT peut atteindre une valeur plus élevée. Q valeur en raison de sa plus faible perte d’amortissement thermoélastique. Les résultats mesurés montrent que le résonateur à ondes d'agneau bimode optimisé peut obtenir Qs valeur de 2946.3 et 2881.4 à 730.6 MHz et 859.5 MHz, Qp valeurs de 632.5 et 1407.6, coefficient de couplage électromécanique effectif (k2eff) de 0.73 % et 0.11 % respectivement, et présente simultanément une excellente pureté spectrale.

Publication
IEICE TRANSACTIONS on Electronics Vol.E106-C No.3 pp.76-83
Date de publication
2023/03/01
Publicisé
2022/08/10
ISSN en ligne
1745-1353
DOI
10.1587/transele.2022ECP5019
Type de manuscrit
PAPER
Catégories
Électronique à ultrasons

Auteurs

Haiyan SUN
  Nantong University,State Key Laboratories of Transducer Technology
Xingyu WANG
  Nantong University
Zheng ZHU
  Nantong University
Jicong ZHAO
  Nantong University,State Key Laboratories of Transducer Technology

Mots-clés

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