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GaN基微腔传感器悬空隔膜的力电转换的ANSYS研究

朱彦旭 杜志娟 刘飞飞 于宁 王岳华 宋会会 王红航

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GaN基微腔传感器悬空隔膜的力电转换的ANSYS研究

    作者简介: 朱彦旭(1977-),男,博士,副教授,主要研究方向为高亮度半导体发光二极管、激光器、太阳能电池等半导体光电子器件的研制。E-mail:zhuyx@bjut.edu.cn.
  • 基金项目:

    国家科技支撑计划资助项目(2011BAE01B14);北京市15青年拔尖基金资助项目(311000543115501);中山市科技计划资助项目(2014A2FC305);科研基地建设基金资助项目(PXM2014-014204-500008)

  • 中图分类号: O484.4+1;TP212.1+4

ANSYS analysis of force-electric conversion of floating diaphragm for GaN-based micro-cavity sensors

  • CLC number: O484.4+1;TP212.1+4

  • 摘要: 为了深入研究氮化镓薄膜的压电效应和机械特性,基于气体直接吸收红外辐射的原理,将基于氮化镓悬空隔膜的充气微腔红外传感器项目作为背景,以氮化镓/铝镓氮薄膜作为敏感单元,在材料力学以及压电效应方面,采用有限元分析软件ANSYS 14.0进行了理论分析和验证,取得了薄膜形状、厚度和面积等尺寸与压电薄膜输出电压以及薄膜灵敏度的逻辑关系数据,验证了薄膜力-电信号转换机制可行性。结果表明,GaN薄膜材料具有良好的压电特性以及线性度,有助于对探测器输出信号进行准确的预测,并进行温度补偿,突出GaN材料在应用中的优势。此研究对设计性能良好、灵敏度高的微腔红外传感器是有帮助的。
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-10-08
  • 录用日期:  2015-11-26
  • 刊出日期:  2016-11-25

GaN基微腔传感器悬空隔膜的力电转换的ANSYS研究

    作者简介: 朱彦旭(1977-),男,博士,副教授,主要研究方向为高亮度半导体发光二极管、激光器、太阳能电池等半导体光电子器件的研制。E-mail:zhuyx@bjut.edu.cn
  • 1. 北京工业大学 北京光电子技术实验室, 北京 100124;
  • 2. 电子科技大学 中山学院 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 中山 528400
基金项目:  国家科技支撑计划资助项目(2011BAE01B14);北京市15青年拔尖基金资助项目(311000543115501);中山市科技计划资助项目(2014A2FC305);科研基地建设基金资助项目(PXM2014-014204-500008)

摘要: 为了深入研究氮化镓薄膜的压电效应和机械特性,基于气体直接吸收红外辐射的原理,将基于氮化镓悬空隔膜的充气微腔红外传感器项目作为背景,以氮化镓/铝镓氮薄膜作为敏感单元,在材料力学以及压电效应方面,采用有限元分析软件ANSYS 14.0进行了理论分析和验证,取得了薄膜形状、厚度和面积等尺寸与压电薄膜输出电压以及薄膜灵敏度的逻辑关系数据,验证了薄膜力-电信号转换机制可行性。结果表明,GaN薄膜材料具有良好的压电特性以及线性度,有助于对探测器输出信号进行准确的预测,并进行温度补偿,突出GaN材料在应用中的优势。此研究对设计性能良好、灵敏度高的微腔红外传感器是有帮助的。

English Abstract

参考文献 (18)

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