研究人员设计新型高频耦合剪切锯谐振器

表面声波(SAW)谐振器已广泛应用于2GHz以下的通信中。然而，随着通信向5G、6G演进，3GHz以上新频段、带宽超过500MHz，传统SAW技术在高频(>3GHz)、高品质因数(Q值)、高机电耦合系数(k2)。

传统声表面波技术的主要局限性在于它一直采用单一的压电系数来实现电能和机械能之间的转换。为了解决这个问题，中国科学院(CAS)中国科学技术大学(USTC)左成杰教授领导的研究小组开发了一种耦合剪切声表面波(-SAW)谐振器，该谐振器利用两个耦合不同方向的系数(e16和e34)。他们的工作发表在IEEEElectronDeviceLetters上。

该团队设计并制备了基于LiNbO3-on-SiC(LNoSiC)衬底的-SAW谐振器。通过选择合适的三维(3D)欧拉角(α)并设计LiNbO3薄膜的厚度(hLN)与波长(λ)之比，水平和垂直电场同时激发两个压电系数(e16和e34)，使它们以一种单一的振动模式相干耦合。

结果表明，该-SAW谐振器在5GHz下实现了前所未有的高k234%和高达221的优异品质因数(FoM)。与近十年来所有报道的4GHz以上SAW谐振器相比，该团队的工作在5GHz和6GHz的-SAW谐振器具有最高的FoM。

这项工作探索了在单一振动模式中耦合两个或多个压电系数的可能性，并设计了实现这种耦合剪切模式的标准，为宽带滤波器、可调谐谐振器、高灵敏度传感器等声学器件开辟了新的研究路径。在。