2月26日，記者從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校微電子學(xué)院左成杰教授研究團(tuán)隊(duì)在世界上首次提出、并實(shí)現(xiàn)了一種新型的耦合剪切模態(tài)聲表面波器件，突破了濾波器和傳感器產(chǎn)業(yè)的相關(guān)技術(shù)瓶頸。

據(jù)介紹，自1965年叉指換能器和聲表面波技術(shù)被發(fā)明以來(lái)，聲表面波（SAW）諧振器就被廣泛應(yīng)用于2 GHz以下的中、低頻無(wú)線通信，并形成了每年超過(guò)百億美元的濾波器和傳感器產(chǎn)業(yè)。隨著無(wú)線通信發(fā)展進(jìn)入5G和6G，標(biāo)準(zhǔn)所定義的新頻段都在3 GHz以上，帶寬都在500 MHz以上，這就使得傳統(tǒng)的SAW技術(shù)在高頻（> 3 GHz）、高品質(zhì)因數(shù)（Q值）、高機(jī)電耦合系數(shù)（k2）等三個(gè)方面遇到了前所未有的發(fā)展瓶頸。

為此，左成杰教授研究團(tuán)隊(duì)在世界上首次提出、并實(shí)現(xiàn)了一種新型的耦合剪切模態(tài)聲表面波器件，利用兩個(gè)不同方向的剪切壓電系數(shù)（e16與e34）相互耦合，在5 GHz高頻實(shí)現(xiàn)了高達(dá)34%的機(jī)電耦合系數(shù)（k2），以及高達(dá)650的品質(zhì)因數(shù)（Q值）。其相關(guān)成果于2月23日發(fā)表在電子器件領(lǐng)域知名期刊IEEE Electron Device Letters上，審稿人評(píng)價(jià)這是一項(xiàng)“非凡的（Remarkable）”成果。

研究人員設(shè)計(jì)并制備了一種高頻、高機(jī)電耦合系數(shù)（k2）、高品質(zhì)因數(shù)（Q值）的耦合剪切模態(tài)聲表面波（X-SAW）諧振器，獲得了機(jī)電耦合系數(shù)前所未有的大幅提升。

值得一提的是，該研究成功發(fā)現(xiàn)了在同一個(gè)振動(dòng)模態(tài)中可以耦合兩個(gè)或多個(gè)不同剪切壓電系數(shù)的可能性，為聲學(xué)器件領(lǐng)域開辟了一條全新的研究路徑，將在大帶寬濾波器、寬帶可調(diào)振蕩器、高靈敏度傳感器等諸多領(lǐng)域打開新的自由度，并對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響。

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合肥通客戶端-合報(bào)全媒體記者 劉小容