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思立微所采用的压电超声换能器(PMUT)利用氮化铝的压电效应进行电能和机械能之间的转换来侦测手指表皮和真皮层的谷脊信息,以做出精确的判断。

  氮化铝是一种稳定性非常高的压电材料,具有两个重要的特性:逆压电效应和压电效应。逆压电效应是指当在压电材料两端施加电压时,压电材料内部会产生形变,形变量与电压成正比,这是将电能转换成机械能的过程;压电效应是指压电材料在力的作用下产生形变时,压电材料内部正负电荷中心发生相对位移,使压电材料两端产生符号相反的束缚电荷,电荷量与压力成正比,这是将机械能转换成电能的过程。

有别于其它SOI多硅片的工艺,思立微的压电超声换能器独创单硅片刻蚀结构和工艺,主要由悬空的换能薄膜组成,包括底电极,压电层,顶电极及弹性层。利用压电材料的逆压电效应,只要在压电材料薄膜上下两面的底电极和顶电极施加固定频率的电压,薄膜就会振动,产生声波。而反过来,当声波传到换能薄膜时,薄膜产生形变,压电层两端就会产生正负相反的附属电荷,外围电路就可以通过顶电极和底电极采集产生的电信号。

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