aalto1 untyped-item.component.html
Characterisation of piezoelectrically actuated micromechanical resonators
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Master's thesis
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Location:
Authors
Date
Major/Subject
Mcode
S-69
Degree programme
Language
en
Pages
ix + 56 s. + liitt. 13
Series
Abstract
Tässä diplomityössä mallinnetaan, karakterisoidaan ja kehitetään pietsosähköisesti kytkettyjä mikromekaanisia resonaattoreita.
Työn tärkeimpiin tuloksiin kuuluu resonaattoreiden ankkurihäviöiden numeerinen mallinnus sekä valmistusprosessin parantaminen.
Tutkitut resonaattorit koostuvat yksikiteisestä piipalkista, ja ne toimivat ensimmäisessä pitkittäissuuntaisessa resonanssimoodissa.
Resonaattorit herätetään pietsosähköisen alumiininitridikerroksen avulla, joka on kasvatettu resonaattorin päälle.
Keskeinen kiinteän aineen mekaanisiin ominaisuuksiin liittyvä teoria, pietsosähköinen ilmiö, sekä pietsosähköisen resonaattorin toimintaperiaate ja sen valmistusprosessi esitellään.
Resonaattorin toimintaperiaatetta mallinnetaan yksidimensioisella mallilla, ja sähkömekaanista kytkentää mallinnetaan sekä analyyttisesti että numeerisesti.
Myös resonaattoreiden ankkurihäviöitä simuloidaan.
Ankkurihäviöiden riippuvuutta useasta eri parametrista mallinnetaan, ja tuloksia verrataan mittaustuloksiin.
Valmistettujen resonaattoreiden hyvyyslukua ja sähkömekaanista kytkentäkerrointa tutkitaan mittausten avulla.
Mittaukset näyttävät, että resonaattorin, jonka palkki on suunnattu piin [110]-kidesuuntaan, hyvyysluku on paljon korkeampi kuin vastaavan [100]-suuntaisen resonaattorin.
Mallinnuksen mukaan tämä on seurausta kidesuuntariippuvista ankkurihäviöistä.
Mallinnuksen ja mittausten perusteella suunnitellaan uusia resonaattoreita, joissa suurimmat ankkurihäviötekijät on pyritty minimoimaan.
Suunnitellut resonaattorit on suunnattu [110]-kidesuuntaan, ja niiden ankkurit ovat mahdollisimman kapeat.
Näiden kapea-ankkuristen resonaattoreiden toteuttamiseksi valmistusprosessia parannetaan.