GaN基微腔传感器悬空隔膜的力电转换的ANSYS研究

来源：激光技术杂志2016年第6期北京时间：

作者：朱彦旭, 杜志娟, 刘飞飞, 于宁, 王岳华, 宋会会, 王红航

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。

关键词：薄膜, 输出电压, ANSYS 14.0, 机械应力, 压电效应