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[2019年IEEE第32届国际微机电系统会议(MEMS) - 韩国首尔(2019.1.27-2019.1.31)] 2019 IEEE第32届国际微机电系统会议(MEMS) - 高频六方氮化硼(h-BN)声子波导

DOI：10.1109/memsys.2019.8870808 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 本摘要论文首次展示了基于二维（2D）层状晶体材料——六方氮化硼（h-BN）的纳米级声子波导的实验验证。利用平面几何特性，通过异质集成方法可规避二维材料纳米加工的难题。有限元法（FEM）模拟与传输测量共同揭示了h-BN声子波导丰富的波传播特性。数值分析进一步表明，通过改变h-BN晶体的厚度或张力水平，所设计的h-BN声子波导频率响应可在高频（HF，3-30 MHz）至甚高频（VHF，30-300 MHz）频段内精细调控。在可集成二维器件平台上操控和引导高频机械波，将为射频（RF）信号处理与片上量子信息技术开辟新机遇。
作者： Yanan Wang，Jaesung Lee，Yong Xie，Xu-Qian Zheng，Philip X.-L. Feng
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究基于六方氮化硼（h-BN）的纳米级声子波导在高频（HF）至甚高频（VHF）波段的设计与实验验证，旨在为射频（RF）信号处理和片上量子信息技术开辟新途径。

研究成果

该研究成功实现了基于二维六方氮化硼晶体的准一维声子波导的首次实验制备，展现出明确的带阻、带隙及模式交叉特征。所开发的新型异质集成方法为规避制造难题提供了途径，并能构建二维声子晶体结构。这一进展有望实现射频波段的主动器件功能及跨物理域的相干信号转换。

研究不足

该研究受限于二维材料纳米制造的挑战以及保持h-BN中发射体量子特征的必要性。此外，声子波导的可调谐性通过数值方法进行了探索，实际应用仍需实验验证。

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