电子科技大学 电子科学与工程学院, 四川 成都 611731
该文采用有限元法对“铌酸锂/苯并环丁烯(BCB)/聚酰亚胺”结构的柔性声表面波器件进行了研究。结果表明, 铌酸锂厚度为0.06λ~0.8λ(λ为周期)时, 不能激发稳定的瑞利波, 在此区间外可激发瑞利波。随着温度升高, 器件的谐振频率降低, 计算结果表明, 声速随温度变化是谐振频率下降的主要原因, 大于热膨胀引起的谐振频率变化。仿真结果为设计和制备柔性声表面波器件时合理选择压电薄膜厚度及衬底材料力学性能等参数提供了一定的理论依据。
柔性声表面波器件 铌酸锂/苯并环丁烯(BCB)/聚酰亚胺 有限元仿真 温度 flexible surface acoustic wave device lithium niobate /benzocyclobutene(BCB)/ polyimide finite element simulation temperature
1 电子科技大学 电子科学与工程学院，四川 成都 611731
2 中国核动力研究设计院,四川 成都 610213
声表面波(SAW)延迟线作为传感器可对传感器进行编码，从而实现多点分布式测量，因而受到广泛研究。该文采用128°Y-X切向LiNbO3作为压电基底，制备了不同对数的叉指换能器(IDT) 的SAW延迟线，并研究了其应变特性。研究结果表明，IDT对数为10对、20对、30对时，SAW延迟线应变灵敏度分别为1, 727 5 ps/με、2, 046 7 ps/με、3, 256 6 ps/με。SAW延迟线的应变特性和应变方向与声波传播方向间的夹角有关，夹角为0°时，延迟时间随应变的增大而增大; 夹角为90°时，延迟时间随应变的增大而减小。利用夹角分别为0°和90°的SAW延迟线构成了差分结构的应变传感器。测试结果表明，该差分结构可抵消温度的影响，即温度变化时也可获得准确的应变。该文研究的差分结构延迟线有望在温度波动环境中测试应变时得到应用。
声表面波(SAW) 延迟线 应变传感器 差分结构 surface acoustic wave(SAW) delay line strain sensor LiNbO3 LiNbO3 differential structure
1 中国烟草总公司郑州烟草研究院, 河南 郑州 450001
2 河南中烟工业有限责任公司, 河南 郑州 450000
3 南开大学化学学院分析科学研究中心, 天津 300071
近红外光谱(NIRS)在定量和判别分析中已得到广泛应用, 化学计量学在其中发挥了重要作用, 但仍需要建立基于新原理的方法, 简化数据处理和建模过程, 使近红外光谱分析更加方便、 更加快速。 多元光学计算(MOC)技术通过设计合适的光学滤波器可以在光谱测量的同时, 根据光谱的整体形状得到定性定量结果。 作为一种新的测量和计算方式, 近年来在光谱分析领域逐渐得到应用。 基于多元光学计算的原理, 基于主成分分析和Fisher判别准则设计了近红外光谱的判别滤波器, 将近红外光谱投影到二维空间, 并在二维空间中计算每一类样品的置信椭圆作为模型进行判别分析。 预测样本在二维空间的投影与模型的距离可以作为判别参数, 判别值小于等于1时预测样品与模型样品判别为同一类别, 否则判别为不同类别, 且距离越大, 差异性越大。 采用460个不同部位的烟叶样品和73个不同生产厂家的药品对所建立的方法进行了测试, 表明了方法的准确性。 对于三类不同部位烟叶样品和四类不同厂家生产的药品, 预测结果的真阳性率可以达到90%以上(除上部烟叶样品外), 药品的真阳性率高达95%以上。 但烟叶样品的假阳性率仍有些偏高, 对于光谱极为相似的实际生产样品结果仍属可接受范围。 所建立的方法可推广到其他应用领域, 广泛用于基于近红外光谱的质量控制、 产品检测、 生产一致性监控等。
近红外光谱 化学计量学 滤波器设计 置信椭圆 判别分析 Near infrared spectroscopy Chemometrics Filter design Confidence ellipse Discrimination analysis
电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室,四川 成都 610054
为解决声表面波(SAW)谐振器的频率温度特性呈非线性的问题, 该文提出了一种利用两个SAW谐振器来设计具有线性输出的SAW温度传感器的方法。根据该方法设计了两个基于硅酸镓镧压电基片的SAW温度传感器, 每个传感器由两个不同的SAW谐振器串联而成。实验结果表明, 两个SAW传感器在室温~300 ℃的宽温度范围内均表现出很好的线性度。这种简单有效的设计方法具有实现宽温度范围测试的能力, 可推广到其他具有较大二阶温度系数的SAW温度传感器的研发中。
声表面波 温度传感器 频率温度系数 线性输出 谐振器 surface acoustic wave temperature sensor frequency temperature coefficient linear output resonator
1 桂林电子科技大学 广西精密导航技术与应用重点实验室, 广西 桂林541004
2 电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 四川 成都611731
3 中国科学院 纳米器件与应用重点实验室, 江苏 苏州 215123
为了声表面波(SAW)器件能在高温环境(不小于1 000 ℃)中工作, 该文设计并在La3Ga5SiO14压电衬底上制作Pt/ZnO/Al2O3多层复合薄膜电极, 利用ZnO/Al2O3组合缓冲层增强了Pt薄膜电极在极端高温条件下的导电稳定性。制备的SAW器件在经历3次1 000 ℃高温热处理后仍保持稳定的回波损耗系数S11。实验结果表明, ZnO/Al2O3组合缓冲层结构在提高SAW器件电极高温导电稳定性方面具有一定的潜在应用价值。
高温 缓冲层 电极稳定性 声表面波器件 压电衬底 high temperature buffer layer stability of electrode SAW device piezoelectric substrate
电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 四川 成都 610054
近年来, 航空航天领域的飞速发展要求振动测量技术能耐受更高温度, 因此高温压电加速度传感器备受关注。通过优化压电晶体切型和设计质量块结构, 该文设计并制备了基于硅酸镓钽钙(CTGS)压电单晶材料的压电加速度传感器。实验结果表明, 该传感器的谐振频率约为2.2 kHz。在振动频率为100 Hz~1.1 kHz下, 常温时传感器的电荷灵敏度基本稳定, 平均值为2.44 pC/g(g=9.8 m/s2)。在常温~600 ℃内, 传感器的电荷灵敏度基本保持不变, 1.1 kHz振动频率下传感器的电荷灵敏度平均值为2.56 pC/g。该传感器能在600 ℃高温下稳定工作。
硅酸镓钽钙(CTGS)晶体 压电效应 加速度传感器 高温 CTGS crystals piezoelectric effect acceleration sensor high temperature
电子科技大学 电子科学与工程学院, 成都 611731
本工作研究了Al2O3保护层的厚度对高温下声表面波器件电极导电稳定性的影响, 采用激光分子束外延方法在Pt/ZnO/Al2O3电极上制备了不同厚度的Al2O3保护层。通过测量样品高温环境中的实时电阻, 发现Al2O3缓冲层的厚度对电极在高温下的导电稳定性的影响非常大。结果表明, 没有Al2O3保护层时, Pt/ZnO/Al2O3电极的电阻升温至800 ℃时开始急剧地增加。当包覆40 nm的Al2O3保护层时, 电极在升温至900 ℃以上才出现电阻值剧烈增加的现象。而随着Al2O3保护层厚度的增加, 电极的电阻在高温下的导电性能也更加稳定。SEM测试结果表明, 经过1000 ℃、1 h的高温测试后, Al2O3保护层越薄的Pt/ZnO/Al2O3电极, 结块形成的Pt颗粒越大与不连续的Pt空洞更多。这些结果为制备高温下稳定工作的声表面波器件提供了一条新的思路。
高温 导电稳定性 Al2O3保护层 硅酸镓镧 high temperature conductivity Al2O3 coating layer La3Ga5SiO14
电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室，四川 成都610054
基于厚度为10 μm的钡铁氧体薄膜设计，制备了共面波导结构的毫米波薄膜环行器.这种薄膜环行器不需要外加磁体，在34 GHz和37.6 GHz显示出环行特性，其非互易效应大于15 dB.结果表明，采用共面波导结构可以实现薄膜环行器.这种薄膜环行器具有和单片微波集成电路集成的潜在应用.
环行器 铁氧体薄膜 自偏置 共面波导 circulators ferrite films self-biased coplanar waveguide
1 湖南科技大学化学化工学院,湘潭,411201
2 湖南科技大学物理学院,湘潭,411201
用分子结构固有频率和分子中的甲基数作为分子结构信息指数,建立链烷烃分子结构与热力学性质的双参数QSPR模型.该模型用于18种链烷烃分子的标准生成焓、标准熵和标准生成自由能实验值的回归分析,得到相关程度大于0.999的标准生成焓、标准熵回归方程和相关程度大于0.99的标准生成自由能回归方程.所得方程用于67种链烷烃的标准生成焓、标准熵和标准生成自由能预测,结果与实验值的相关程度均大于0.9950.
分子振动 结构固有频率 分子转动 热力学性质 原子与分子物理学报
2006, 23(1): 127
1 电子科技大学,微电子与固体电子学院,四川,成都,610054
2 西昌学院,物理系,四川,西昌,615022
3 中国科学院光电技术研究所,微细加工光学技术国家重点实验室,四川,成都,610209
RF微机电系统(MEMS)开关"断"状态时的隔离度依赖于其几何结构参数,因而需对其尺寸进行优化设计以获得高的隔离度.利用有限元软件HFSS对串联RF MEMS开关模型进行微波特性分析,系统研究了"断"状态下,MEMS开关的隔离度、回波损耗与其信号线宽度(w)、信号线间距(d)、气隙高度(g)、接触层面积(A)等结构参数的关系.结果表明,较小的w、较大的d、较高的g和较小的A可获得具有较小回波损耗和较大隔离度的MEMS开关.其中信号线间距对微波性能影响最大,是RF MEMS开关结构设计考虑的主要因素.设计了g=3μm,d=60μm,A=80(100μm 2,w=100μm一个RF MEMS开关,在5GHz时其回波损耗小于0.2dB,隔离度大于35dB.
微机电系统 微波开关 结构仿真
