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pMUT压电微机械超声换能器技术.docx
资料介绍
pMUT压电微机械超声换能器技术
引言
压电微机械超声换能器（Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducer, pMUT）利用压电薄膜的弯曲振动模式，通过MEMS工艺在硅衬底上制备微型超声换能器阵列。与传统的压电陶瓷超声换能器相比，pMUT具有体积小、功耗低、易于与CMOS电路集成、可制造高密度二维阵列等优势。2026年，pMUT技术在医疗成像、手势识别、水下通信和距离测量等领域取得了显著进展，逐渐成为CMUT之外的另一主流MEMS超声换能器技术路线。
pMUT的工作原理
弯曲振动模式
pMUT的核心结构是悬空在硅衬底上的压电薄膜复合振膜。当在压电层上施加交流电压时，压电层产生横向应变，由于振膜的约束，产生弯曲振动，向介质中发射超声波。反之，当超声波作用于振膜时，振膜弯曲变形，压电层产生电荷，实现超声波接收。
共振频率
pMUT的共振频率由振膜的尺寸、材料和残余应力决定。通过调整振膜直径和厚度，可设计从数十kHz到数十MHz的共振频率。
材料体系
AlN压电薄膜
AlN具有CMOS工艺兼容性好、机械品质因数高、温度稳定性好等优势，是pMUT最常用的压电材料。Sc掺杂AlN可进一步提升压电系数。
PZT压电薄膜
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| 1387-pMUT压电微机械超声换能器技术.docx | 38K |
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