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声表面波(SAW, Surface Acoustic Wave)器件在射频通信滤波器,双工器,射频标签,生物传感、生物医疗、微流体和片上实验室有着广泛的应用。传统的SAW器件大多制作在硅、玻璃等刚性衬底上,然而在实际应用中,对可挠性好、能贴附在任意曲面或不规则物体表面的类皮肤型器件的需求日益增多,如果能开发出一款柔性SAW器件并且把它实用化,将打开和推动基于柔性SAW器件的柔性传感领域和柔性片上实验室,强有力推动电子皮肤、智能蒙皮的应用。为此,本文提出和制备了一种柔性SAW器件,并且将其成功应用于柔性传感领域和柔性片上实验室。论文的主要研究内容如下：①提出并在聚酰亚胺(PD柔性薄膜上制备了ZnO薄膜型柔性SAW器件而且将其应用于传感和微流体领域；②研究了压电ZnO薄膜晶粒结构对柔性SAW器件的影响；③分析了ZnO/PI柔性SAW器件的两个波模式,特别是第二个新的波模式,研究了波长以及压电薄膜厚度对两个波模式的影响；④制备了基于AlN的柔性SAW器件；⑤提出和制备了柔性透明SAW器件。本论文主要研究成果如下：1、提出并制备了柔性SAW器件,成功将其应用于传感和微流体领域。制备的柔性SAW器件性能优良,且同时具有瑞利波和兰姆波两种谐振模式,当ZnO厚度为4 μm,波长λ为10μm的时候,获得的瑞利波频率为198.1 MHz,对应的相速度1981 m/s,机电耦合系数高达1.05%,而兰姆波频率为447 MHz,对应的相速度高达4470 m/s,机电耦合系数为0.8%,两个谐振波的带外抑制都大于18 dB。将制备的柔性SAW器件应用于温度传感时,测得的瑞利波和兰姆波的温度系数(TCF, Temperature Correction Factor)分别为～442和～245 ppm/K;应用于微流体时,当信号电压为9.5 V,液滴为10μL的时候,测得的声线速度高达3.4 cm/s。该结果验证了柔性SAW器件在柔性传感领域和柔性片上实验室的应用前景,相关成果发表于Nature旗下的Scientific Reports等期刊；2、研究了压电ZnO薄膜晶粒结构对柔性SAW器件的影响。改变沉积ZnO薄膜的工艺参数直接影响ZnO薄膜晶粒结构,导致柔性SAW器件的电学性能发生变化。研究表明,当溅射功率为200 W,衬底偏压为-75 V,溅射气压为2 Pa时,ZnO压电薄膜的c轴取向最优,晶粒尺寸最大,而制备的柔性SAW器件性能也最优良,带外抑制最大。当ZnO压电薄膜厚度增加的时候,ZnO压电薄膜质量也随之提高,制备的柔性SAW器件也更加优良,相关成果发表于Journal of Applied Phyisics等期刊；3、分析了ZnO/PI柔性SAW器件的两个波模式,研究了波长以及压电薄膜厚度对两个波模式的影响。柔性SAW器件表现出两个波模式,理论和仿真表明第一个波模式为瑞利波,第二个波模式为So广义兰姆波。提出了高声速压电层在低声速衬底上会产生S0广义兰姆波的猜想,并且制备了AIN/Si的SAW器件对第二个波模式为S0广义兰姆波的猜想进行了验证。研究了不同波长对柔性SAW器件的影响,器件波长λ从32μm减小到10μm,器件的插入损耗减小,带外抑制增大；同时柔性SAW器件的两个波模式频率都增大。对于瑞利波,当波长减小,更多的声波在高声速的ZnO压电薄膜中传播,导致声速的增加,而对于So广义兰姆波的声速,它与瑞利波相速度表现出相反的趋势。研究了厚度的变化对柔性SAW器件的影响,随着厚度的增加,两个波模式的传输信号都更加优良,对于瑞利波,随着厚度的增大,频率和声速都是增加的,而对于兰姆波,随着厚度的增大,频率和波长都是减小的,这表现出了和瑞利波相反的趋势,相关成果发表于Scientific Reports和Microfludics and Nanofludics等期刊；4、制备了基于AlN的柔性SAW器件。系统性研究了在柔性衬底上沉积c轴取向AlN的工艺,采用一层Al过渡层增加AlN和柔性PI衬底的结合力,研究表明,当溅射气压为0.38 Pa, N2/Ar流量比为2：3,溅射功率为414 W,A1过渡层小于100 nm的时候,沉积的AlN薄膜比较优良。制备了基于AlN的柔性SAW器件,谐振频率高达1.66 GHz,声速高达9960 m/s,表明这种结构适合制备柔性高频无线通信系统和柔性高灵敏度传感器,相关成果发表于Thin Solid Films和Journal of Control Science and Engineering等期刊；5、提出和制备了柔性透明SAW器件和传感器。为了制备柔性透明SAW器件,先制备了透明SAW器件,透明电极采AZO薄膜,制备的器件谐振频率高达204.4MHz,机电耦合系数K2为2.06%,透明器件对可见光的透光率高达80%以上。研究表明电极薄膜电阻率至少要低于10 Ω/口,透明SAW器件的性能才会优良。制备了透明SAW器件的温度传感器,器件的TCF约等于50 ppm/K.在柔性玻璃衬底上制备了柔性透明SAW器件,制备了不同厚度不同波长的柔性透明SAW器件,器件带外抑制都高达25 dB,表明制备的柔性透明SAW器件性能优良,相关成果发表于IEEE Electron Device Letters等期刊。