基于氟化鎂波導(dǎo)的樂甫波器件特性研究.pdf

1、樂甫波傳感器是聲表面波傳感器中的一種，它的靈敏度最高并可在液相環(huán)境中應(yīng)用，使得它具有廣闊的應(yīng)用前景。波導(dǎo)層材料的性質(zhì)對樂甫波傳感器的各項性能指標(biāo)都有很大的影響。理論與實驗已證明，波導(dǎo)層材料除了需具備低的剪切速度和密度外，還需具有良好的彈性和低的聲吸收。本文探索了一種低密度無機材料—MgF2來作為樂甫波器件的波導(dǎo)材料。
　　本論文采用真空蒸發(fā)法在石英基底上沉積了MgF2薄膜，對薄膜的制備工藝參數(shù)諸如基片溫度、蒸發(fā)電流以及熱處理溫度等

2、進行了系統(tǒng)的研究。對不同工藝制備的薄膜樣品進行X射線衍射和掃描電鏡表征分析，結(jié)果表明，當(dāng)蒸發(fā)電流為100A，基片溫度為300℃時，能獲得表面平整度高、晶粒大小均勻和晶粒取向單一的MgF2薄膜，再通過300℃退火一小時后，薄膜的晶粒略有增大，表面粗糙度和致密度沒有明顯的變化，而且薄膜（110）峰增強的同時，出現(xiàn)了（220）和（211）峰。通過用QCM測量薄膜質(zhì)量，用SEM斷面獲得薄膜厚度，根據(jù)一般計算體材料密度的方法計算得到MgF2薄膜密

3、度為2.9g/cm3。
　　用網(wǎng)絡(luò)分析儀對不同厚度MgF2波導(dǎo)層的樂甫波器件進行測試，得到了器件頻率、插損、Q值和質(zhì)量靈敏度與波導(dǎo)厚度的關(guān)系。結(jié)果表明，當(dāng)波導(dǎo)層厚度為2.5μm左右時，器件的插損最小（-23.93dB），Q值最大(2193.8)。當(dāng)波導(dǎo)層厚度為6.5μm左右時，器件獲得了最大質(zhì)量靈敏度416.7cm2g-1。對相同波導(dǎo)厚度的樂甫波器件在不同溫度下進行退火處理，發(fā)現(xiàn)器件的Q值、質(zhì)量靈敏度隨退火溫度的升高而增大，插損隨