科技日报记者2月26日从中国科学技术大学获悉，该校微电子学院左成杰教授研究团队在世界上首次提出并实现了一种新型的耦合剪切模态声表面波（X-SAW）器件，利用两个不同方向的剪切压电系数相互耦合，在5GHz高频实现了高达34%的机电耦合系数，以及高达650的品质因数（Q值）。相关成果以Coupled Shear SAW Resonator with High Electromechanical Coupling Coefficient of 34% using X-cut LiNbO3-on-SiC Substrate为题，2月23日发表在电子器件领域期刊《IEEE电子器件通信》上。
耦合剪切模态声表面波（X-SAW）谐振器设计、制备及性能测试：（a）X-SAW谐振器结构示意图；（b）X-SAW谐振器SEM图；（c-d）X-SAW谐振器测试曲线及其Q值。
该项研究中实现的一个X-SAW谐振器工作在5GHz，机电耦合系数高达34%，对应的谐振器优值达到221。与近10年报道中4GHz以上的SAW谐振器比较，工作在5GHz和6GHz的两个X-SAW谐振器FoM值均为世界最高。
近10年报道中4 GHz以上最具代表性的声表面波谐振器FoM值
更重要的是，本研究成功发现了在同一个振动模态中可以耦合两个或多个不同剪切压电系数的可能性，并通过理论分析制定了实现这种耦合剪切模态的设计准则，为声学器件领域开辟了一条全新的研究路径。
论文链接：
https://doi.org/10.1109/led.2024.3368426
