曩昔二十年间，压电资料引起了人们的广泛重视，许多技能都使用了压电资料的要害特性。氮化铝（AlN）...。
曩昔二十年间，压电资料引起了人们的广泛重视，许多技能都使用了压电资料的要害特性。氮化铝（AlN）因为具有极化c轴和压电特性的非中心对称晶体结构，并且其制作工艺与互补金属氧化物半导体（CMOS）技能相兼容，因而使得人们对其研讨和运用的爱好敏捷添加。
据麦姆斯咨询报导，近期，韩国机械资料研讨所的研讨人员总述剖析了依据AlN的压电器材的最新展开，相关研讨内容以“A Review of the Recent Applications of Aluminum Nitride-Based Piezoelectric Devices”为题宣布在 IEEE Access 期刊上。该文章对比了AlN与掺钪氮化铝（AlScN）晶体结构及压电功能的差异，并剖析了依据AlN的压电器材在消费、通讯、工业和医疗范畴的运用展开及未来展开趋势。
AlN归于III-V族化合物资料，具有六边形摆放的纤锌矿结构。AlN的固有Q因数及其与CMOS制作工艺的兼容性，是制备完成体声波（BAW）谐振器和滤波器的要害特性。压电器材规划中最要害的要素是晶体质量，晶体质量遭到压电层厚度的影响。研讨标明，跟着压电层厚度的添加，压电应变系数d33功能提高，介电损耗下降。当压电层厚度添加到1 μm时，厚度的持续改变对AlN薄膜的晶体质量影响就很小了。
为了提高AlN的压电功能，可以终究靠掺杂各种金属，例如钪（Sc）、钒（V）、钛（Ti）、钽（Ta）、镁（Mg）等。在这些金属中，Sc锋芒毕露，研讨标明在40% Sc掺杂率的情况下，其压电功能最多可添加五倍。此外，在与集成光子学相关的其他研讨范畴，这样一种资料在光学和热释电功能方面均表现出优异的功能。
现在，量产的消费类电子科技类产品不只依赖于超大规模集成电路（VLSI）器材，并且还需要集成可适用于各种运用的压电器材，例如压电式微机械超声换能器（PMUT）、MEMS麦克风、MEMS扬声器和MEMS能量收集器等。
近些年，研讨者们现已开发出了110 × 56的PMUT阵列，可以对皮肤表皮和皮下进行成像。在MEMS麦克风研讨方面，已完成了19 mV/Pa的峰值灵敏度。在依据AlN的MEMS扬声器研讨方面，已完成了峰值声压级高达100 dB，灵敏度为105 dB/mW。此外，研讨者们还研制出峰值输出功率为854.55 μW/cm³/g²的MEMS能量收集器。
关于通讯设备而言，Q因数是最重要的特性，在射频信号中发生高Q因数往往会引起非线性效应。现在，最干流的射频滤波器是声表面波（SAW）滤波器和BAW滤波器。与SAW滤波器比较，BAW滤波器因其高作业频率、高功率容量和高Q因数等长处而遭到认可，适用于更峻峭的滤波器规划。此外，与CMOS的高阻隔性和AlN兼容性，使BAW滤波器成为射频通讯的主导器材之一。
依据MEMS的谐振器也可以集成到监测压力、加速度和气温改变的体系中，并为射频收发器过滤特定频段。现在，低频运用的SAW滤波器首要运用钽酸锂（LiTaO₃）和铌酸锂（LiNbO₃）两大类资料。依据已有研讨显现，依据AIN的器材主导了高频段运用。此外，经过Sc掺杂，AlScN薄膜的压电应变系数d₃₃可以明显地添加，因而，AlScN压电薄膜在新式的薄膜腔声谐振器（FBAR）范畴表现出更大的优势。
MEMS压力传感器具有多方面优势，使用它可以轻松检测到对物体施加的细小力，例如可用于医学确诊所需的准确读数。此外，跟着微加工技能的最新展开，深邃宽比器材得以完成，依据这些MEMS器材的医疗设备可用于研讨冠心病和高血压等问题，以直接检测血压和血管的动摇、改变和反常。
近些年，依据AlN的MEMS器材在医疗确诊范畴展现出巨大潜力，研讨者们针对依据AlN的血压丈量器材，展开了很多研讨。但是，在器材的压电输出功能方面，现在仍有改善的空间。就未来的运用而言，要进一步研讨可以评价血压波形以及对人体器官可进行声学成像的器材。
