声表面波器件及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种声表面波器件，包括压电基底、声表面波发生器及声表面波接收器，所述声表面波发生器与所述声表面接收器相对设置在压电基底上，所述声表面波发生器用于产生声表面波，所述声表面波接收器用于接收声表面波发生器产生的声表面波，所述声表面波发生器及声表面波接收器的材料为石墨烯。本发明专利技术的优点在于：在不改变现有的声表面波器件工作模式的前提下，能够适应高频、大功率声表面波器件，具有更强的功率承受力和机械承受力；能够减少对声波阻抗的影响，获得更高的灵敏度，可适应高频滤波的需求；增强声表面波器件的散热性能，延长声表面波器件的使用寿命，提高器件的工作稳定性；声表面波器件更容易进行刻蚀和加工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及声表面波器件
，尤其涉及高频大功率声表面波器件其制备方法。
技术介绍
声表面波器件是一种对信号具有选择作用的无源器件，因其具有体积小、质量轻、灵敏度高、滤波性能优越、一致性好等优点，被广泛的应用于通讯、传感等领域。在声表面波器件制作过程中，电信号和声信号的转换是由压电基底表面的叉指电极来完成。现有的声表面波器件的叉指电极均为金属电极，其主要存在如下几方面问题:第一，传统的金属叉指电极指宽度通常为微米或纳米量级，在声表面波器件工作时，大功率状态下，来自声表面波的重复应力会引起金属原子沿晶界迁移，从前在金属薄膜表面发生孔洞或隆起，从而造成电极的短路或断路。第二，对于高频声表面波器件，频率越高要求金属电极薄膜厚度越小，导致金属薄膜与压电基底的附着力减小，从而严重影响器件性能；第三，声表面波器件在高功率条件下，基片表面通常处于高温状态，如果散热不足很容易导致器件失效;第四，为了提高金属叉指电极的性能，通常将少量高熔点金属，如Cu、W等添加到金属薄膜中，但是形成的合金薄膜性能稳定，难以刻蚀进行微加工处理。此外，为了获得高频声表面波器件，要求金属叉指电极的宽度和栅条间距必须足够小，这同样加大了微加工的工艺难度。石墨烯是由碳原子组成的极薄层状材料，最薄可到单原子层，可利用化学气象沉积、机械解理等方法制得。其导电性好，其电子迁移率实验测量值超过15000 cm2/vs。此外，石墨烯具有良好的力学性能，是目前人类已知强度最高的物质，比钻石还坚硬，强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。而且其材质极轻，热力学和化学性质稳定，可用等离子体刻蚀加工成任意形状。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种，其能够提高现有声表面波器件的灵敏度和动态范围、增强在高频高功率条件下声表面波器件的稳定性。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种声表面波器件，包括压电基底、声表面波发生器及声表面波接收器，所述声表面波发生器与所述声表面接收器相对设置在压电基底上，所述声表面波发生器用于产生声表面波，所述声表面波接收器用于接收声表面波发生器产生的声表面波，所述声表面波发生器及声表面波接收器的材料为石墨烯。—种声表面波器件的制备方法，包括如下步骤:提供一压电基底；将石墨烯薄膜覆盖在压电基底的表面；刻蚀石墨烯薄膜，形成声表面波发生器及声表面波接收器，所述声表面波发生器用于产生声表面波，所述声表面波接收器用于接收声表面波发生器产生的声表面波。进一步，所述石墨烯薄膜的制作方法包括如下步骤:在石墨烯的生长衬底上沉积石墨烯薄膜；去除生长衬底，得到石墨烯薄膜；将石墨烯薄膜覆盖在压电基底上。进一步，去除所述生长衬底的方法包括如下步骤:将带有石墨烯薄膜的生长衬底置于腐蚀溶液中，所述腐蚀溶液能够腐蚀所述生长衬底，得到悬浮在腐蚀溶液中的石墨烯薄膜。进一步，包括如下步骤:使用压电基底将悬浮在腐蚀溶液中的石墨烯薄膜捞起，形成表面覆盖有石墨烯薄膜的压电基底。进一步，所述刻蚀石墨烯薄膜的方法为电子束与各向异性相结合的方法。进一步，所述刻蚀石墨烯薄膜的方法为光刻蚀。本专利技术具有以下优点:在不改变现有的声表面波器件工作模式的前提下，声表面波发生器及声表面波接收器能够适应高频、大功率声表面波器件，具有更强的功率承受力和机械承受力；声表面波发生器及声表面波接收器能够减少对声波阻抗的影响，获得更高的灵敏度，可适应高频滤波的需求；增强声表面波器件的散热性能，延长声表面波器件的使用寿命，提高器件的工作稳定性；声表面波器件更容易进行刻蚀和加工。【附图说明】图1所示为本专利技术声表面波器件的结构示意图； 图2所示为本专利技术声表面器件的制备方法的步骤示意图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术提供的的【具体实施方式】做详细说明。图1所示为本专利技术声表面波器件的结构示意图。参见图1，声表面波器件包括压电基底1，声表面波发生器2及声表面波接收器3。所述压电基底I选自于铌酸锂、石英晶体、II1-V族化合物、I1-VI族化合物以及其他压电材料中的一种或几种。所述声表面波发生器2与所述声表面接收器3相对设置在压电基底I上，所述声表面波发生器2用于产生声表面波，所述声表面波接收器3用于接收声表面波发生器2产生的声表面波,所述声表面波发生器2及声表面波接收器3的材料为石墨烯。在本【具体实施方式】中，所述声表面波发生器2及声表面波接收器3均为叉指电极。本专利技术使用石墨烯作为声表面波发生器2及声表面波接收器3的材料，具有以下优点:第一，石墨烯具有超高的力学强度，对于声表面波产生的重复应力有更强的功率承受力和机械承受力；第二，由于叉指电极的质量加载所引起的声表面波阻抗变化与叉指电极的厚度成正比，所用石墨烯仅为单个或数个碳原子厚度，相比较于金属叉指电极，质量大大降低，因此可大大减少质量加载对阻抗的影响，并可忽略质量加载所引起的叉指电极对声表面波的反射；第三，在高功率条件下，压电基底表面通常处于高温状态，容易使声表面波器件失效，而石墨具有良好的导热性能，能够器件运行时产生的热量及时散发，从而保证了器件的工作稳定性，使得本专利技术声表面波发生器2能够承受1W的高功率；第四，石墨烯容易刻蚀，可加工获得纳米级宽度的条栅，可适应高频声表面波器件的需求，所述高频范围为GHz范围。本专利技术提供的声表面波器件对于提高现有声表面波器件的灵敏度和动态范围、增强声表面波器件的稳定性等方面具有重要作用。本专利技术还提供一种声表面器件的制备方法，图2所示为本专利技术声表面器件的制备方法的步骤示意图。参见图2，所述声表面器件的制备方法包括如下步骤:步骤S20、提供一压电基底；步骤S21、将石墨烯薄膜覆盖在压电基底的表面；步骤S22、刻蚀石墨烯薄膜，形成声表面波发生器及声表面波接收器，所述声表面波发生器用于产生声表面波，所述声表面波接收器用于接收声表面波发生器产生的声表面波。参见步骤S20、提供一压电基底。所述压电基底I选自于铌酸锂、石英晶体、II1-V族化合物、I1-VI族化合物以及其他压电材料中的一种或几种。步骤S21、将石墨烯薄膜覆盖在压电基底的表面。所述石墨烯薄膜的制作方法包括如下步骤: (I)在石墨烯的生长衬底上沉积石墨烯薄膜。所述沉积石墨烯薄膜的方法包括化学气相沉积方法。(2)去除生长衬底，得到石墨烯薄膜。去除所述生长衬底的方法包括如下步骤:将带有石墨烯薄膜的生长衬底置于腐蚀溶液中，所述腐蚀溶液能够腐蚀所述生长衬底，得到悬浮在腐蚀溶液中的石墨烯薄膜。进一步，若得到的石墨烯薄膜悬浮在腐蚀溶液中，则使用压电基底将悬浮在腐蚀溶液中的石墨烯薄膜捞起，形成表面覆盖有石墨烯薄膜的压电基底。步骤S22、刻蚀石墨烯薄膜，形成声表面波发生器及声表面波接收器，所述声表面波发生器用于产生声表面波，所述声表面波接收器用于接收声表面波发生器产生的声表面波。在本【具体实施方式】中，所述声表面波发生器2及声表面波接收器3均为叉指电极。所述刻蚀石墨烯薄膜的方法包括光刻蚀、电子束与各向异性相结合的方法。所述刻蚀方法均为现有技术，在此不赘述。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。【主权项】1.一种声表面波器件，包括压电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种声表面波器件，包括压电基底、声表面波发生器及声表面波接收器，所述声表面波发生器与所述声表面接收器相对设置在压电基底上，所述声表面波发生器用于产生声表面波，所述声表面波接收器用于接收声表面波发生器产生的声表面波，其特征在于，所述声表面波发生器及声表面波接收器的材料为石墨烯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钟海舰，樊英民，刘争晖，许耿钊，黄增立，徐科，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32