空气中工作于 500{\deg}C 的横向振动铌酸锂 MEMS 谐振器阵列

本文首次报道了横向振动压电铌酸锂(LiNbO$_{3}$)MEMS 谐振器阵列在空气环境中高达 500{\deg}C 的高温特性。经高温老化处理后,器件品质因数(Q)提升至 508,谐振频率下移并在 500{\deg}C 内保持稳定。在随后的原位高温测试中,阵列中两个耦合剪切水平(SH0)模式的谐振频率在 25{\deg}C 时分别为 87.36 MHz 和 87.21 MHz,在 500{\deg}C 时对应为 84.56 MHz 和 84.39 MHz,代表该温度范围内 -3% 的频率偏移。冷却至室温后,谐振频率恢复至 87.36 MHz,表明器件性能具有可恢复性。谐振模式 A 的一阶与二阶频率温度系数(TCF)分别为 -95.27 ppm/{\deg}C 和 57.5 ppb/{\deg}C$^{2}$,模式 B 分别为 -95.43 ppm/{\deg}C 和 55.8 ppb/{\deg}C$^{2}$。提取并报道了温度相关的品质因数(Q)与机电耦合系数($k_{t}^{2}$)。高温暴露后器件 Q 降至 334,而 $k_{t}^{2}$ 增至 12.40%。本工作支持将压电 LiNbO$_{3}$ 作为恶劣环境射频(RF)谐振式传感器(如温度与红外)的材料平台。