互补极性双层钽酸锂谐振器实现25.7%机电耦合系数，创该材料体系最高纪录

B910化工消息：声学谐振器是现代射频通信、传感和超声技术的核心器件，机电耦合系数决定了其带宽性能。2026 年 4 月 27 日提交至 arXiv 的研究（arXiv: 2604.24309）报道了一种结构简洁的双层钽酸锂（LiTaO3）体声谐振器，在对称选择性激发二阶厚度剪切（SH2）模态下实现了25.7% 的机电耦合系数（kt²），这是迄今报道的 LiTaO3 谐振器架构中的最高值。

该器件由两片 31°Y 取向的单晶 LiTaO3 薄膜组成，通过旋转键合实现互补极性（+X/-X），并由纵向电场驱动。有效压电对称性与 SH2 模态的匹配是实现超高耦合的关键。测试频率为 5.24 MHz，实测响应以目标 SH2 模态为主导，工作频带内仅存在微弱寄生特征。

该结构具有良好的可调谐性：通过调整几何参数可以在保持稳定模态行为的同时调节谐振频率和耦合系数，表明工艺容差较好。有限元分析进一步表明，通过减小薄膜和电极厚度，可以将频率直接缩放至 5 GHz 以上，同时维持约 25% 的 kt²。此外，引入 SiO2 补偿层预计可将频率温度系数优化至约 -25 ppm/°C。

这项工作确立了互补极性双层 LiTaO3 作为高耦合、低寄生声学谐振器的实用平台，为宽带超声谐振器、滤波器及相关换能器提供了可扩展的技术路线。 （来源：arXiv）