氮化镓中用于紧凑射频声波器件的低损耗GHz频率声子集成电路

在$\mu$m尺度波导与谐振子中导引和调控GHz频率声波，为在芯片级平台上处理射频（RF）信号提供了新的自由度。实现高性能器件的关键要求是证明在这些高度受限几何结构中具有低声学耗散。本工作中，我们展示碳化硅（SiC）上的氮化镓（GaN）可支持低损耗声学，通过演示在3.4 GHz下频率-品质因数乘积（$fQ$）接近$4*10^{13}$ Hz的声学微环谐振器予以证实。所测低耗散超过了由GaN简化各向同性Akhiezer材料阻尼极限设定的$fQ$边界。我们利用该低损耗声学平台演示了片上RF延迟超过2.5 $\mu$s的螺旋延迟线，对应于约750 m的等效电磁延迟。鉴于GaN是具有高电子迁移率的成熟半导体，我们的工作为在$\mu$m尺度波导几何中设计行波声电相互作用开辟了前景，并对芯片级RF信号处理具有相应意义。