Material Parameter Extraction for Complex AlScN Thin Film Using Dual Mode Resonators in Combination with Advanced Microstructural Analysis and Finite Element Modeling

材料科学 压电 谐振器 有限元法 薄膜 微观结构 复合材料 从头算 凝聚态物理 光学 光电子学 结构工程 纳米技术 物理 量子力学 工程类
作者
Fazel Parsapour,Vladimir Pashchenko,Nicolas Kurz,C.S. Sandu,Thomas LaGrange,Kaoru Yamashita,V. Lebedev,Paul Muralt
出处
期刊:Advanced electronic materials [Wiley]
卷期号:5 (5) 被引量:14
标识
DOI:10.1002/aelm.201800776
摘要

Abstract Accurate property determination of the piezoelectric thin film material Al(1− x )Sc( x )N is necessary for designing the next generation of radio frequency resonators in mobile communication, and for testing results of ab initio calculations. Sound velocity and piezoelectric coupling of both longitudinal and shear mode are evaluated from a single dual mode resonator. This assures a compatible set of coefficients. It is observed that AlScN thin films grew differently on small, isolated bottom electrodes. The investigated film starts growing with a slightly tilted, c‐textured microstructure, and switches after 200 nm to a polycrystalline film with irregularly oriented grains having c ‐axis tilt angles in the range of 35°–70°, as revealed by transmission electron microscope nanodiffraction mapping. Based on this information, a finite element model (FEM) is constructed that properly reproduces the resonance behavior of the resonator. The relevant elastic and piezoelectric constants are derived by curve fitting and yield somewhat lower stiffness and higher piezoelectric coefficients than ab initio calculations published in the literature. The FEM modeling results show that the upper film part with the abnormally oriented grains is overall piezoelectric, i.e., the misoriented grains maintain the polarity projected onto the growth direction from the starting layer.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
善学以致用应助洞两采纳,获得10
刚刚
刚刚
支妙芙完成签到,获得积分10
刚刚
ff完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
kkkk发布了新的文献求助10
5秒前
快乐的纸飞机完成签到 ,获得积分10
5秒前
JamesPei应助心灵美海蓝采纳,获得10
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
8秒前
CipherSage应助YFW采纳,获得10
8秒前
8秒前
9秒前
George发布了新的文献求助50
10秒前
11秒前
12秒前
cxh发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
13秒前
合适书蕾完成签到 ,获得积分20
13秒前
14秒前
烟花应助yuechat采纳,获得10
16秒前
16秒前
...发布了新的文献求助10
16秒前
双黄应助韦老虎采纳,获得10
17秒前
口腔溃杨79完成签到,获得积分10
18秒前
CCC完成签到 ,获得积分20
18秒前
852应助Moliria采纳,获得10
19秒前
linginging发布了新的文献求助10
20秒前
artemise发布了新的文献求助10
21秒前
马一凡完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
22秒前
牧水云应助结实的哈密瓜采纳,获得30
23秒前
骄傲的叶凡完成签到,获得积分10
25秒前
shuai发布了新的文献求助10
25秒前
NexusExplorer应助友好天空采纳,获得10
25秒前
26秒前
高分求助中
The late Devonian Standard Conodont Zonation 2000
Nickel superalloy market size, share, growth, trends, and forecast 2023-2030 2000
The Lali Section: An Excellent Reference Section for Upper - Devonian in South China 1500
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 870
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 800
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3256242
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2898419
关于积分的说明 8301091
捐赠科研通 2567588
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1394589
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 652895
邀请新用户注册赠送积分活动 630522