具有杂散模式抑制和品质因数增强的圆顶兰姆波谐振器

迄今为止，几乎所有报道的兰姆波谐振器（LWRs）都是直顶 LWRs，其存在固有的杂散模式和低品质因数（Q）。本工作首次展示了一种圆顶 LWR。通过研究其最简单且最具代表性的兰姆波模式——基本对称（S0）模式，全面展示了其相对于直顶 LWR 的优势。利用圆顶兰姆波，所提出的谐振器避免了直顶 LWR 中仅利用沿横向传播的波，从而由于不存在横向而消除了横向杂散模式。此外，与沿传播方向保持相同位移幅度的直顶兰姆波不同，圆顶兰姆波在器件边缘表现出位移衰减，这有效地将能量集中在器件中心，有助于减少通过锚点的能量损耗，并提高 Q。基于 20 at.% 钪掺杂氮化铝（Al0.8Sc0.2N）薄膜，微加工的圆顶 LWR 有效抑制了横向杂散模式，并在实验中实现了 40.7% 的 Q 提升，且与在 S0 模式下工作时表现出固有实验横向杂散模式的传统直顶 LWR 相比，其有效机电耦合系数（keff2）未出现退化。此外，由顶部电极覆盖的自由边缘增强了器件在制造过程中对准偏移和过度刻蚀的鲁棒性。凭借杂散模式抑制、Q 增强和制造鲁棒性等优势，圆顶 LWR 是下一代滤波器和振荡器的有力候选者。