近日，微电子学院赵继聪课题组在面向5G N79频段的横向激励体声波谐振器（XBAR）研究方面取得新进展，相关成果以“Spurious-free A1-mode Lamb wave resonator with crescent-shaped busbars and high FoM of 360”（优值高达360的新月形汇流条结构无杂散A1模态兰姆波谐振器）为题，发表于应用物理领域国际知名期刊Applied Physics Letters。博士研究生吕世涛、硕士研究生徐钦儿为论文共同第一作者，赵继聪为论文通讯作者，南通大学为第一完成单位。
随着无线通信技术向着5G-Advanced/6G快速演进，对射频滤波器芯片的频率、带宽、插损与频谱纯净度提出了更高要求。基于薄膜铌酸锂（LiNbO3）A1模的Lamb波横向XBAR兼具较大的机电耦合系数（kt2）与较高的品质因数（Q值），为突破传统声学器件的频率上限、实现多频段片上集成提供了重要技术路径。在各向异性LiNbO3薄膜及有限孔径结构中，横向寄生模态易被激发，既会在滤波器响应中引入通带纹波与附加损耗，也会造成能量横向泄漏并降低谐振器主模Q值。现有端部刻蚀（如活塞模）或单纯质量加载的抑制方案，虽可通过引入横向声阻抗失配来削弱部分寄生模态，但往往伴随应力集中或横向强耦合驻波场的再激发，限制了频谱纯净度与Q值的同步提升。针对上述问题，赵继聪团队研发了一种用于抑制横向寄生模态的A1模XBAR结构，通过“三重新月形汇流条”结构在横向引入二次相位调制，实现泄漏横波在边界处的相消干涉并增强能量束缚；波导模型与仿真进一步表明，当汇流条曲率半径与叉指电极（IDT）周期匹配且采用三重汇流条时抑制效果最优。器件在Z-cut LiNbO3-on-Si平台上实现4.45 GHz工作频率，实测有效kt2约27.2%、Bode-Qmax达1321，并在测试频段内获得无寄生峰导纳响应，综合指标FoM（Q×kt2）达到360，较同片直线汇流条参考器件提升约1.85倍。该成果显著提升了XBAR平台在高频、宽带场景下的频谱纯净度与低插损性能，为面向5G-Advanced/6G的低损耗声学滤波器设计提供了关键器件支撑。该研究工作获得了江苏省基础研究计划和国家自然科学基金的资助。
Applied Physics Letters长期聚焦具有重要科学意义与应用价值的前沿研究成果，在国际应用物理等领域具有广泛而持久的学术影响力，是业内公认的重要学术期刊之一，也是最早一批被收录于Nature Index的国际学术期刊。
（吕世涛 徐钦儿）
相关链接：https://doi.org/10.1063/5.0324262
