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一种新型的表面声波阻抗传感器及其在液相体系中的应用

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高等学校化学学报 1994年第4期15卷 507-508页

作者：姚守拙陈康刘德忠聂利华湖南大学化学化工系

一种新型的表面声波阻抗传感器及其在液相体系中的应用姚守拙，陈康，刘德忠，聂利华（湖南大学化学化工系，长沙，４１００８２）关键词表面声波，阻抗传感器，液相应用表面声波传感器（ＳＡＷＳ）具有较高的灵敏度和检测精度，已广泛... 详细信息

一种新型的表面声波阻抗传感器及其在液相体系中的应用姚守拙，陈康，刘德忠，聂利华（湖南大学化学化工系，长沙，４１００８２）关键词表面声波，阻抗传感器，液相应用表面声波传感器（ＳＡＷＳ）具有较高的灵敏度和检测精度，已广泛应用于气体微量组分分析、色谱检测和...

关键词：表面声波阻抗传感器液相

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压电材料中表面声波的波速测量与调制

物理学进展 2024年第3期44卷 103-111页

作者：王任飞刘萧吴蒙蒙林熙刘阳北京大学物理学院量子材料科学中心北京100871

三维固体中除了存在人们熟知的体声波传播模式,还存在能量集中在二维界面的表面声波传播模式。我们利用砷化镓衬底的压电和逆压电效应,通过平面叉指实现了射频电磁波和表面声波之间的相互转化,并搭建超外差电路完成了在边长仅4 mm的样... 详细信息

三维固体中除了存在人们熟知的体声波传播模式,还存在能量集中在二维界面的表面声波传播模式。我们利用砷化镓衬底的压电和逆压电效应,通过平面叉指实现了射频电磁波和表面声波之间的相互转化,并搭建超外差电路完成了在边长仅4 mm的样品上表面声波波速的测量,结果为(2.9±0.1)km/s。我们还制作了基于压电陶瓷的单轴应力腔,可以对样品施加最大约为10^(-4)的单轴应变,并观测到了应变对表面声波波速的影响。我们还测量了重要半导体砷化镓在应力下的表面声波波速,演示了该波速测量技术原位探测固体内部力学性质的能力。基于平面叉指换能器的波速测量克服了传统的时差法和驻波法对样品宏观尺寸的要求。本文建立的超外差的测量方法代替了使用商用矢量网络分析仪测量表面声波波速,为以后推广到低功率输入、高相位稳定度的应用场景提供了可能。由于测量装置也可以被用于固体物理相关的前沿实验教学,工作提供了表面声波器件和自制应力腔的细节参数和制作过程。

关键词：表面声波单轴应变单轴应力

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基于表面声波的微流控技术研究进展

科技导报 2018年第16期36卷 8-19页

作者：韦学勇金少搏刘振于克阳蒋庄德西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室

近年来,基于表面声波的微流控技术因为表面声波的产生与控制方式简单高效、表面声波与流体介质相互作用的形式多样,以及声波器件制备工艺简单、易于集成和检测等特点引起了广泛关注和研究。目前,基于表面声波的微流控技术在生化分析与... 详细信息

近年来,基于表面声波的微流控技术因为表面声波的产生与控制方式简单高效、表面声波与流体介质相互作用的形式多样,以及声波器件制备工艺简单、易于集成和检测等特点引起了广泛关注和研究。目前,基于表面声波的微流控技术在生化分析与疾病检测等领域中主要围绕细胞等微粒的排布、分离、混合与汇聚现象、声波加热、声波雾化、生物传感等方面展开研究,部分技术已接近成熟,具有发展成为便携式设备的巨大潜力,市场应用前景广阔。本文总结了近20年来表面声波微流控技术在微粒的排布、分离、混合与汇聚现象、声波加热、声波雾化、生物传感等方面的研究进展,并指出了相关研究正在由声力、声热、声电等单效应向多物理场效应转变,由二维、微米级操纵向三维、纳米级操纵转变、由平面型器件向柔性器件转变的趋势。

关键词：表面声波微流控排列与分离混合与汇聚生物传感

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液相用表面声波化学传感器的理论与应用

湖南大学学报（自然科学版） 1995年第3期22卷 56-61页

作者：陈康刘德忠葛凯聂利华姚守拙湖南大学新材料研究所

表面声波化学传感器具有较高的灵敏度和检测精度，但目前只能用于气相分析．本文报道了液用表面声波传感器及其应用于液相体系的检测，并导出了相应的理论响应公式．该传感器对溶液电导率和介电常数有灵敏响应，而且在伴存电解质存在时... 详细信息

表面声波化学传感器具有较高的灵敏度和检测精度，但目前只能用于气相分析．本文报道了液用表面声波传感器及其应用于液相体系的检测，并导出了相应的理论响应公式．该传感器对溶液电导率和介电常数有灵敏响应，而且在伴存电解质存在时，测定结果更精确．此工作为表面声波器件在液相体系的应用提供了新的途径．

关键词：表面声波传感器液用电导率介电常数

石英基片(0°,124°,γ)系列传播方向上表面声波波动模式的研究

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南京大学学报（自然科学版） 2000年第1期36卷 80-86页

作者：童筱钧章德南京大学声学研究所近代声学国家重点实验室江苏南京210093

对石英基片欧拉角为 (0° ,12 4° ,γ)系列传播方向上传播的表面声波波动模式进行了理论分析与实验研究发现在欧拉角为 (0° ,12 4° ,50°)传播方向上存在着传播性能较好的表面准纵波模式 ,它的相速度为 70 13.8m/s、传播衰减为 9.3... 详细信息

对石英基片欧拉角为 (0° ,12 4° ,γ)系列传播方向上传播的表面声波波动模式进行了理论分析与实验研究发现在欧拉角为 (0° ,12 4° ,50°)传播方向上存在着传播性能较好的表面准纵波模式 ,它的相速度为 70 13.8m/s、传播衰减为 9.36× 10 - 5dB/λ、机电耦合系数为 0 .0 0 5% 基于此传播方向的表面声波波动模式的另一个特点是漏剪切声波模式几乎不激发 ,这一点对于制作高频器件有一定的应用价值并指出当传播方向偏离常用的传播方向γ =90°时 ,表面漏剪切声波存在着严重的束偏向问题同时在文章中给出了 (0° ,12 4° ,γ)系列传播方向上瑞利波相速度。

关键词：高频器件瑞利波石英表面声波波动模式

基于片上回音壁模光学微腔的表面声波光力振荡和冷却

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基于片上回音壁模光学微腔的表面声波光力振荡和冷却

作者：刘洋南京大学

学位级别：硕士

高品质因子光学微腔能较长时间将光场约束在很小的空间体积里,这一特性使得其在基础物理研究和应用科学中都有着相当大的作用。随着全光集成的发展,人们把更多的注意力都转移到了片上集成的回音壁模光学微腔,它们具有成熟的工艺进行批... 详细信息

高品质因子光学微腔能较长时间将光场约束在很小的空间体积里,这一特性使得其在基础物理研究和应用科学中都有着相当大的作用。随着全光集成的发展,人们把更多的注意力都转移到了片上集成的回音壁模光学微腔,它们具有成熟的工艺进行批量生产。本论文的主要工作是利用片上集成的回音壁模光学微腔实现表面声波光力振荡和冷却。表面声波模式具有较高的力学品质因子,并且对微腔表面环境的变化极为敏感,可应用于低噪声振荡器和高性能传感器。另一方面,片上表面声波冷却提供了一种新的双模(两个频率差等于力学模式频率的光学模式)光力冷却平台。首先,我们通过COMSOL软件对片上微球腔和微环芯腔的表面声波进行了仿真,给出了瑞利型、横波型和纵波型三种不同的表面声波。接着,我们通过半径为41.0 μm的微球腔产生了频率为309 MHz的表面声波光力振荡,表面声波模式的力学品质因子和光力振荡的阈值分别为4000和296 μW。随后,我们用半径为29.0 μm的微环芯腔产生了频率为182 MHz的表面声波光力振荡,表面声波模式的力学品质因子和光力振荡的阈值分别为18500和1.3 mW。在表面声波的冷却实验中,我们利用半径为43.0 μm微球腔实现了对460 MHz表面声波的冷却,表面声波模式的有效温度冷却到了 150K。我们还实现了大半径为44.0 μm的微环芯腔表面声波的冷却,将185 MHz的表面声波模式冷却了 1 1倍,最终有效温度到达了 28 K。未来,我们将把片上光学微腔样品放置到4 K超低温系统中进行冷却实验,这样会使力学系统更容易达到量子基态冷却。同时,我们还可以利用双泵浦的方式来抑制在实验过程中热不稳定性效应所带来的影响。

关键词：光学微腔腔光力学表面声波冷却

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基于表面声波效应的惯性器件研究

基于表面声波效应的惯性器件研究

作者：燕兴西安工业大学

学位级别：硕士

陀螺仪是广泛应用在汽车导航和武器制导领域的重要部分,而基于表面声波陀螺的惯性器件相对于传统的MEMS振动陀螺具有抗冲击能力强、高可靠性和低成本等优势。本文基于惯性力作用下的材料中表面声波特性的变化规律,利用COMSOL软件对表面... 详细信息

陀螺仪是广泛应用在汽车导航和武器制导领域的重要部分,而基于表面声波陀螺的惯性器件相对于传统的MEMS振动陀螺具有抗冲击能力强、高可靠性和低成本等优势。本文基于惯性力作用下的材料中表面声波特性的变化规律,利用COMSOL软件对表面声波陀螺的谐振器结构进行了仿真,利用光刻技术对表面声波陀螺进行了制备和性能检测与分析。得到以下结论:(1)表面声波特性的研究,首先通过理论分析与MATLAB仿真,得到表面声波的波速随旋转角速度的增大而减小。其次,结合COM理论模型,对叉指换能器结构进行分析,利用COM参数和P矩阵推导出导纳特性。(2)根据波速与旋转角速度的变化关系,利用有限元分析软件对基于128°YX-LiNbO3的表面声波谐振器结构进行了多物理域耦合建模与仿真,提取了对称模态和反对称模态的变形图,计算出128°YX-LiNbO3的表面声波相速度是3917m/s和机电耦合系数是4.71%。针对128°YX-LiNbO3的表面声波谐振器的频率特性,分析得到,器件结构中随着叉指换能器的敷金比的逐渐增大,对称模态与反对称模态的特征频率逐渐减小;压电基底的厚度在大于一个波长时对特征频率影响较小;而金属电极厚度每增加10nm和厚度的均匀性每变化1nm,对称模态的特征频率基本保持不变,反对称模态的特征频率变化0.002MHz。(3)通过频率响应分析,获得电导、导纳与频率之间的关系图。加入旋转角速度,得到频率随旋转角速度的变化关系呈线性关系。(4)利用光刻技术和磁控溅射制备测得金属膜层的平均厚度在为150nm,金属电极宽度为12.555μm,频率响应为81.6MHz。由此制作的新型表面声波陀螺沿X轴方向的灵敏度为 100.44 Hz/deg/s。

关键词：表面声波陀螺谐振器仿真