李秀明，吴广涛，张 锐

(1.大庆师范学院机电工程学院，大庆 163712；2.哈尔滨工业大学物理系，哈尔滨 150080)

0 引 言

以声表面波(SAW)和声体波为基础的声电子设备广泛应用于远程通信系统中，使信息处理和数据实时传输成为可能[1-4]。其中以压电材料为基底的声表面波器件，被广泛地应用于射频滤波器、谐振器延迟线和许多新型传感器中。随着通信产业的飞速发展，对压电基底材料性能的要求也进一步提高。为有效拓宽工作带宽、减小器件尺寸和插入损耗，材料需具有较高的声表面波机电转换效率、较小的声速和声波能量衍射。寻找性能更为优异的压电基底材料，成为提高声表面波器件性能的关键。为此研究者对III-氮化物、锆钛酸铅和氧化锌薄膜等压电材料的性能进行了研究。然而目前声表面波设备上常用的压电材料都存在一些不足，如声表面波机电耦合系数(k)较低，能流角(φ)较大或温度稳定性不好等[5-8]。

近年来，钙钛矿弛豫铁电体由于其独特的介电、铁电和电致伸缩性能成为许多技术应用的候选材料[9-11]。三元系xPb(In1/2Nb1/2)O3-yPb(Mg1/3Nb2/3)O3-(1-x-y)PbTiO3(PIN-PMN-PT) 铁电单晶表现出良好的压电、光学、介电性能(准同型相界附近d33>2 500 pC/N，k33>90%)[12-13]。同时与二元系PMN-PT单晶相比，PIN-PMN-PT单晶具有更高的矫顽场和更宽的工作温度范围，如PIN-0.43PMN-0.33PT晶体，其居里温度TC为208 ℃，三方四方铁电相变温度TRT为120 ℃[14]。兼顾优异性能和稳定性的PIN-PMN-PT晶体，在医学超声换能器、大位移压电驱动器等机电设备及声表面波器件中极具应用前景[15-17]。本文对[001]c和[011]c极化0.24PIN-0.47PMN-0.29PT单晶的声表面波性能进行系统地对比分析，在以PIN-PMN-PT晶体为基底材料的声表面波器件的优化设计中具有重要的应用参考价值。