Design, Characterization, and Analysis of PZT Micromachined Piezoelectric Ultrasonic Transducers With Good Coupling to Solids

PMUT公司 压电 材料科学 超声波传感器 声学 机电耦合系数 传感器 电容式微机械超声换能器 压电加速度计 压电传感器 灵敏度(控制系统) 电子工程 复合材料 工程类 物理
作者
Zhanqiang Xing,Weiliang Ji,Xiangyu Sun,Yu Chen,Yu Du,Xiaoshi Li,Lifang Liu
出处
期刊:IEEE Transactions on Ultrasonics Ferroelectrics and Frequency Control [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:67 (10): 2135-2141 被引量:12
标识
DOI:10.1109/tuffc.2020.2995424
摘要

This article presents the piezoelectric micromachined ultrasonic transducer (PMUT) and its arrays that were based on a sputtered PZT/Si diaphragm structure and prototyped from an SOI substrate. Due to the high piezoelectric coefficient of PZT, polarization tuning pretreatment, and membrane thickness optimization, the PMUT shows high transmitting sensitivity in air and good coupling capability to liquid and solid. The PMUT transmitter exhibited a high sensitivity of 809, 190, and 135 nm/V at a resonant frequency of 0.450, 0.887, and 1.689 MHz, respectively, in air. The 5 ×5 array of 0.5-MHz PMUTs' acoustic output in water was measured as 42.4 Pa at a distance of 3 cm with a 10.0- [Formula: see text] input. Thickness-measuring ability in solids was evaluated with an 8 ×8 array of 1-MHz PMUTs as transmitter providing 8.0- [Formula: see text] input and another single PMUT of identical frequency response as receiver showing 0.2 [Formula: see text] (after 20 times magnification) output when the acoustic wave was transmitted through a 5-cm-thick graphite plate. Meanwhile, the time response of the receiver through different thicknesses of graphite plates is in reasonable agreement with predication from the analytical calculation. This high-performance PMUT with good coupling to solids will be utilized in various applications for solid-state sensing and detecting or as an alternative to the bulk piezoelectric ceramic transducers in the near future.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Wuc发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
4秒前
5秒前
王二完成签到,获得积分20
5秒前
自信的笑容完成签到,获得积分10
6秒前
oop完成签到,获得积分20
7秒前
Helium完成签到,获得积分10
7秒前
诸熠晖完成签到 ,获得积分10
7秒前
龍fei发布了新的文献求助30
7秒前
科研小白发布了新的文献求助10
8秒前
悲凉的新筠完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
等待冬易发布了新的文献求助10
8秒前
加菲丰丰应助柯浩天采纳,获得30
9秒前
9秒前
憨憨医生发布了新的文献求助10
10秒前
tyx发布了新的文献求助10
11秒前
yewungs完成签到,获得积分10
11秒前
洁净白容完成签到,获得积分10
11秒前
怕黑的静蕾应助zhouji采纳,获得10
14秒前
高冷的呆呆鱼完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
Bonnie发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
江河完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
悠悠我心完成签到,获得积分20
18秒前
小蘑菇应助憨憨医生采纳,获得10
19秒前
hx关闭了hx文献求助
20秒前
wuming完成签到,获得积分10
20秒前
科研小白完成签到,获得积分20
20秒前
21秒前
22秒前
23秒前
yanna发布了新的文献求助30
25秒前
jerry发布了新的文献求助10
26秒前
26秒前
领导范儿应助klmkalf采纳,获得10
27秒前
ding应助飘文献采纳,获得10
27秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 600
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3966681
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3512158
关于积分的说明 11162133
捐赠科研通 3247021
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1793676
邀请新用户注册赠送积分活动 874532
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804421