迈向芯片上的微声电路：基于高对比度渐近约束声波的元件评估
摘要：在不需要悬挂的固体平面结构中，我们研究了在芯片上制造微米尺度声波元件和电路的前景。我们利用高慢速对比材料对声波进行了透射导波，这些材料在硅互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺中易于获取。高慢速对比提供了对gHz频率声场在微米尺度结构中进行强约束的能力。我们探讨了固体嵌入式波导悬挂声波微元件电路的材料内在损耗和辐射损耗对工作频率、带宽、器件尺寸以及实用性的基本影响。我们展示了基于透射导波声波的一系列声学元件，包括波导弯曲、透射耦合器、Y分光器和声波微环谐振器，可以制造出紧凑、微米尺度的结构，并根据材料特性和模拟结果提供基本的缩放和性能论证。我们还发现，声波传播损耗可以实现高品质因子（Q）的窄带谐振器和传播长度，从而实现延迟线和多个元件的耦合或级联，形成在芯片上进行引导声学信号处理的功能电路，具有潜在的实用性。我们还讨论和模拟了弯曲和辐射损耗，以提供有关路由和谐振器的见解。这种电路可以与电子和光子电路在单个芯片上进行单片集成，并具有扩展的功能能力。
作者：Yangyang Liu, Nathan Dostart, Milov{s} A. Popovi''c
论文ID：1707.06280
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2017-07-21