压电晶体,是一类具有压电效应,能够实现机械能与电能相互转换的晶体材料。压电晶体的关键性能参数主要包括压电常数(d)、机电耦合系数(k)、介电常数(ε)、机械品质因数(Qm)、居里温度(Tc)等。
压电效应包括正压电效应、逆压电效应。正压电效应是材料受到机械应力时表面产生电荷;逆压电效应是在材料两端施加电场时材料发生机械形变。压电晶体的两种压电效应可逆,这种可逆的机电耦合特性是压电晶体的工作原理。
压电晶体可以应用在声表面器件(SAW器件)、压电传感器、压电致动器、超声换能器等制造领域,SAW器件又包括声表面波滤波器(SAW滤波器)、声表面波谐振器(SAW谐振器)、声表面波传感器(SAW传感器)等。
SAW器件的工作频率范围通常在几十兆赫至2千兆赫之间,具备模拟数字兼容、抗电磁干扰性强等特性。在工业控制领域,SAW器件可以实现微射流驱动功能;在传感器领域,SAW传感器支持无源无线传感、气体检测功能;在通信领域,SAW滤波器可用于无线通信系统的射频前端,用来实现信号选频和滤波。
早在2011年,中国科学院上海硅酸盐研究所采用坩埚下降法生长出600mm的大尺寸锗酸铋晶体。在5G通信、物联网等产业快速发展背景下,市场对高频SAW滤波器需求旺盛,铌酸锂、钽酸锂是制造SAW滤波器的核心压电晶体材料。为提升生产效率、降低生产成本,大尺寸铌酸锂、钽酸锂压电晶体成为发展趋势。因此压电晶体制备技术还在不断进步。
新思界
行业分析人士表示,天通控股股份有限公司是我国压电晶体行业中的龙头企业,自主研发出长晶设备,在压电晶体领域取得重要技术突破,研制的“声表面波级钽酸锂晶片”可用于5G射频滤波器制造领域,并实现了8英寸掺铁钽酸锂晶体量产,公司牵头组建的光电晶体材料创新中心入选2026年浙江省制造业创新中心培育建设名单。
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