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基于Al0.7Sc0.3N薄膜的电可调GHz声学波导
Electrically tunable GHz acoustic waveguide using Al0.7Sc0.3N thin film
| 作者 | Jiawei Li · Xuankai Xu · Yang Li · Tao Wu |
| 期刊 | Applied Physics Letters |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 126 卷 第 9 期 |
| 技术分类 | 储能系统技术 |
| 技术标签 | 储能系统 |
| 相关度评分 | ★★★★ 4.0 / 5.0 |
| 关键词 | 电可调声光波导 氮化铝钪薄膜 相位调制 波导宽度 声学信号处理 |
语言:
中文摘要
本文报道了一种基于氮化铝钪薄膜的新型电可调悬浮声学波导,可通过施加垂直电场动态调控传播声波的相位。结合仿真与实验,研究了波导宽度及固有色散特性对相位调制的影响。结果表明,在1.05 GHz下,200 μm长波导在±40 V直流偏压时,宽度为10、20和30 μm的器件相移分别为37.2°、40.8°和44.7°,且更宽波导表现出更大的相位滞后。器件Vπ·L低至6.44 V·cm,显示其高效低功耗的相位调控能力,有望用于高性能声学信号处理系统。
English Abstract
This Letter introduces an innovative electrically tunable suspended acoustic waveguide utilizing aluminum scandium nitride thin film. This design allows for dynamic modulation of the phase of traveling acoustic waves through the application of a vertical electric field. With both simulation and experimental approaches, the study explores how the waveguide width and inherent dispersion properties influence phase modulation. Results indicate that broader waveguides demonstrate more significant phase lag, with phase shifts of 37.2°, 40.8°, and 44.7° for waveguide widths of 10, 20, and 30 _μ_ m, respectively, measured in 200 _μ_ m-long segments under a ±40 V DC bias at 1.05 GHz. The exceptionally low Vπ·L of 6.44 V·cm underscores the system's ability to control phase efficiently with minimal power consumption. The exceptional properties of the waveguide make it a promising candidate for advanced acoustic signal processing, enabling precise phase control to enhance both device performance a
S
SunView 深度解读
该电可调声学波导技术虽属微纳声学器件领域,但其核心的压电薄膜调控机制对阳光电源功率电子产品具有启发意义。Al0.7Sc0.3N薄膜的高压电系数和低电压调控特性(Vπ·L=6.44 V·cm),可借鉴应用于ST储能变流器和SG逆变器的高频滤波器设计,通过压电材料优化EMI抑制性能。GHz频段的相位调制技术可启发iSolarCloud平台的高频信号处理算法,提升电网谐波检测精度。此外,该技术展示的低功耗动态调控思路,对PowerTitan储能系统的BMS传感器网络和SiC/GaN器件的栅极驱动电路优化具有参考价值,有助于降低系统待机损耗,提升整体能效。