基于自支撑 a-SiC/c-ZnO 膜中零群速度兰姆模的压力传感
应用物理
2018-08-01 v1
摘要
针对不同的 ZnO 与 a-SiC 层厚度以及电边界条件，模拟了兰姆模沿 a-SiC/ZnO 薄支撑复合结构的传播。针对不同的层厚度，计算了沿复合板传播的兰姆模的相速度、群速度、场分布以及电声耦合系数频散曲线。在特定层厚度值处识别出了零群速度（ZGV）点，其群速度消失而相速度保持有限。设计了 ZGV 谐振器（ZGVRs），其仅由一个叉指换能器（IDT）组成且两侧无栅格反射器。采用有限元方法分析了 a-SiC/ZnO 板在承受 1 至 10 kPa 范围外部均匀差压时所经历的应变、应力与内压。发现 ZGVR 压力灵敏度（即单位压力变化的相对频率偏移）主要受压力引起的膜厚度变化影响。对于 a-SiC(1{\mu}m)/ZnO(1{\mu}m) 基于 ZGV 的压力传感器，预测其在 4 至 10 kPa 范围内的压力灵敏度为 9 ppm/kPa。本仿真研究证明了基于 a-SiC 与 ZnO 薄膜技术的高频微压力传感器的可行性。
引用
@article{arxiv.1807.11764,
title = {Pressure sensing with Zero Group Velocity Lamb modes in self-supported a-SiC/c-ZnO membranes},
author = {C. Caliendo and M. Hamidullah},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.11764},
year = {2018}
}