一种基于悬臂梁结构的硅三维声子晶体制造技术

技术编号:43777013 阅读:61 留言:0更新日期:2024-12-24 16:14
本发明专利技术公开了一种基于悬臂梁结构的硅三维声子晶体,由周期性阵列的声子晶体原胞组成,所述原胞采用单一材料硅,以质量单元为中心,单点或多点连接悬臂梁结构的方式构成,悬臂梁以同样的间隙螺旋式环绕质量单元。本发明专利技术提供的硅三维声子晶体,可作为声子晶体原胞周期性阵列,形成外框架排布至MEMS微机械陀螺仪、加速度计等器件的四周,通过局域共振原理吸收外界振动频率,进行振动隔离。本发明专利技术克服了传统三维声子晶体需要多种材料、结构复杂、尺寸较大等缺点,能够实现10kHz及以下低频带隙,具有结构简单多变、带隙范围易于调控等特点,因此具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微机电系统(mems)声子晶体,具体涉及一种基于悬臂梁结构的硅三维声子晶体


技术介绍

1、声子晶体是由不同材料按结构周期性组合排列形成的人工复合材料。结构振动的本质是弹性波的传播。当弹性波在声子晶体中传播时,受到其内部周期结构的影响,在特定的频率范围内能够抑制弹性波的传播,此频率范围被称作“带隙频率”。理论上,带隙频率范围内弹性波的传播会被抑制,只有其他频率范围的弹性波可以通过声子晶体继续传播。因此可以将这种特性应用于隔振领域。通过对声子晶体原胞的材料特性、几何结构参数等进行设计,调整能带结构中的带隙频率范围,再将声子晶体原胞周期性阵列,作为外框架排布至mems微机械陀螺仪、加速度计等器件的四周,能够有效达到控制噪声和振动的目的,提高其测试性能和可靠性。

2、一维和二维声子晶体都是基于布拉格反射机理,而三维声子晶体是基于局域共振原理。基于布拉格散射的声子晶体,晶格尺寸与弹性波半波长在同一量级,声子晶体的振动频率f=nv/2a,其中n为正整数,v为弹性波波速,a为声子晶体晶格尺寸。根据上述关系,要实现khz范围内的带隙,声子晶体晶本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于悬臂梁结构的硅三维声子晶体,由周期性阵列的声子晶体原胞组成,其特征在于,所述原胞采用单一材料硅,以质量单元为中心,单点或多点连接悬臂梁结构的方式构成,悬臂梁以同样的间隙螺旋式环绕质量单元。

2.根据权利要求1所述的基于悬臂梁结构的硅三维声子晶体,其特征在于,所述悬臂梁包括四个环绕式悬臂梁,所述四个环绕式悬臂梁的一端分别与所述质量单元的四个顶角相连,螺旋式环绕所述质量单元。

3.根据权利要求2所述的基于悬臂梁结构的硅三维声子晶体,其特征在于,所述悬臂梁还包括四个折叠式悬臂梁,所述四个折叠式悬臂梁分别布置在所述质量单元的四个方向;所述四个环绕式悬臂梁的一端...

【技术特征摘要】

1.一种基于悬臂梁结构的硅三维声子晶体,由周期性阵列的声子晶体原胞组成,其特征在于,所述原胞采用单一材料硅,以质量单元为中心,单点或多点连接悬臂梁结构的方式构成,悬臂梁以同样的间隙螺旋式环绕质量单元。

2.根据权利要求1所述的基于悬臂梁结构的硅三维声子晶体,其特征在于,所述悬臂梁包括四个环绕式悬臂梁,所述四个环绕式悬臂梁的一端分别与所述质量单元的四个顶角相连,螺旋式环绕所述质量单元。

3.根据权利要求2所述的基于悬臂梁结构的硅三维声子晶体,其特征在于,所述悬臂梁还包括四个折叠式悬臂梁,所述四个折叠式悬臂梁分别布置在所述质量单元的四个方向;所述四个环绕式悬臂梁的一端分别通过一个折叠式悬臂梁与所述质量单元...

【专利技术属性】
技术研发人员:姜波李思怡黄深湖周同张晶苏岩
申请(专利权)人:南京理工大学
类型:发明
国别省市:

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