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压电换能机理的MEMS谐振器近年来备受关注。压电激励的MEMS谐振器可以克服很多限制,诸如动态电阻和非线性之间的限制,以及电容式谐振器和压阻转换的MEMS谐振器中的偏置电压需求的限制。相比于其他类型的谐振器,压电式谐振器具有更小的动态阻抗和插入损耗,而这种谐振器的缺点是品质因数Q值较低,在纯压电MEMS谐振器中较为显著,这是由于压电谐振器的材料和电极损耗以及锚点损耗等能量损耗较为显著。在众多损耗中,锚点损耗是主要损耗来源,也是限制MEMS谐振器Q值的最重要因素。本文的研究重点就是设计与制造高Q值的压电谐振器,分别是声子晶体谐振器和圆环谐振器。本文先介绍了MEMS谐振器的相关原理,然后详细介绍了声子晶体谐振器与圆环谐振器的设计过程与结果分析。本文首先设计了一种在支撑梁上增加二维声子晶体结构的MEMS谐振器。谐振器的锚点损耗是影响谐振器的Q值的重要因素,在高频时锚点损耗影响更明显。在谐振时,存储在谐振器中的能量的一部分通过弹性波形式通过支撑锚点传递到基底。本文设计的声子晶体谐振器基于TPoS谐振器,在TPoS谐振器的基础上增加了一种声子晶体结构,可以达到减小能量损耗,提升Q值的目的。本文对声子晶体的带隙进行了仿真,带隙频率范围在100MHz与110MHz之间,而所设计的两种声子晶体谐振器的谐振频率也在这个范围内;本文研究了所设计声子晶体的各个尺寸因素对带隙中心频率和宽度的影响,并总结出了最重要的几个影响因素以方便后续研究。在加工出的几个声子晶体谐振器中,长度80μm,带有5个声子晶体的谐振器经仪器测试在109.85MHz的频率处达到了最高Q值,为9744。本文还设计了一种谐振体为圆环形状的谐振器,包括单电极环的谐振器和交叉电极环的谐振器;这两种谐振器都在COMSOL软件中进行了仿真,得到了几种圆环谐振器的模态,其中交叉电极的谐振器因为具有更均匀的电荷分布,其谐振时的作用力也更均匀,因此Q值相比单电极的圆环谐振器更高,插损更低。经测试,交叉电极的圆环谐振器在83.58MHz处达到最高Q值9959.6。综上所述,本文所设计的两种高Q值压电谐振器的最高Q值均超过9000,达到了预期的目标。