基于zno薄膜电声特性研究

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1、ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonElectro-acousticcharacteristicsBasedonZnOFilmCandidate:ZouWeizhengMajor:OpticalEngineeringSupervisor:Prof.YuanXiuHuaHuazhongUniversityofScience&Tech

2、nologyWuhan430074,P.R.ChinaJan,2013独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构

3、送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要氧化锌（ZnO）是一种Ⅱ-Ⅵ族直接带隙半导体材料，在表面声波器件、太阳能电池、紫外探测器、LED、LD等领域有着广泛的应用。本论文采取了磁控溅射的方法制备了Z

4、nO基薄膜体声波谐振器，研究了其电学特性和声学特性，并应用于声光相互作用的研究。本论文在对压电材料的分析中，介绍了有限元分析法的应用，对压电材料ZnO薄膜通过有限元法进行理论分析，利用matlab对理论分析进行仿真，讨论对比理论结果和仿真结果的差别，为压电薄膜的分析提供新的方法，也为后续的实验参数的设定提供了理论支撑。同时也研究ZnO-LiNbO3材料的声光相互作用，详细介绍了声光效应的工作原理，描述了声光效应的概念、衍射效率的概念等，介绍了声光互作用的分类方法，重点介绍和分析了布拉格衍射。实验

5、过程中通过在声光晶体LiNbO3上蒸镀压电材料ZnO薄膜，将产生超声波部分和发生声光相互作用部分集成于ZnO-LiNbO3材料结构上。本论文的镀膜实验采用的方式是磁控溅射的方式，论文中对磁控溅射的过程进行了阐述，并通过台阶仪对镀膜质量进行了分析；同时对ZnO薄膜的电阻特性和声表面特性进行了测试，为后续的实验参数的改进提供了数据支撑。论文也对样品内部的声光相互作用进行了分析，创新性的提出了扫频差谱法确定发生布拉格衍射的声波频率，力矩中心法确定差谱中心点的算法，并从实验上验证了论文理论分析结果。关键

6、词：压电效应ZnO薄膜有限元分析声光晶体磁控溅射I华中科技大学硕士学位论文AbstractZnOisaclassicⅡ-Ⅵsemiconductor,Ithasbeeninvestigatedextensivelybecauseofitsinterestingelectrical,opticalandpiezoelectricpropertiesmakingsuitableformanyapplicationssuchassolarcellwindow,transpatentconductive

7、films,bulkacousticwavedevicesandlightemittingdiode(LED).Wesuccessfullyfabricatedzincoxide(ZnO)basedfilmbulkacousticresonatorbymagnetronsputteringmethod.ThispaperstudythePiezoelectricpropertiesandAcousto-opticalpropertiesofZnOandLiNbO3.Thebackgroundof

8、transientthermoelasticanalysisisintroducedinthispaper,andtheresearchandsimulationofPpropertiesofZnOisdidbyMATLABusingtransientthemoelasticanalysis,ComparationbetweenanalysisandsimulationprovidesanewwaytoanalyzePfilm,andsetsupareferenceofparametersfor