科技日報記者2月26日從中國科學技術大學獲悉，該校微電子學院左成杰教授研究團隊在世界上首次提出并實現了一種新型的耦合剪切模態聲表面波（X-SAW）器件，利用兩個不同方向的剪切壓電系數相互耦合，在5GHz高頻實現了高達34%的機電耦合系數，以及高達650的品質因數（Q值）。相關成果以Coupled Shear SAW Resonator with High Electromechanical Coupling Coefficient of 34% using X-cut LiNbO3-on-SiC Substrate為題，2月23日發表在電子器件領域期刊《IEEE電子器件通信》上。
耦合剪切模態聲表面波（X-SAW）諧振器設計、制備及性能測試：（a）X-SAW諧振器結構示意圖；（b）X-SAW諧振器SEM圖；（c-d）X-SAW諧振器測試曲線及其Q值。
該項研究中實現的一個X-SAW諧振器工作在5GHz，機電耦合系數高達34%，對應的諧振器優值達到221。與近10年報道中4GHz以上的SAW諧振器比較，工作在5GHz和6GHz的兩個X-SAW諧振器FoM值均為世界最高。
近10年報道中4 GHz以上最具代表性的聲表面波諧振器FoM值
更重要的是，本研究成功發現了在同一個振動模態中可以耦合兩個或多個不同剪切壓電系數的可能性，并通過理論分析制定了實現這種耦合剪切模態的設計準則，為聲學器件領域開辟了一條全新的研究路徑。
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https://doi.org/10.1109/led.2024.3368426
