ScAlN压电薄膜

压电性能显著提升

一种通过Sc掺杂显著提升压电性能的氮化铝基薄膜材料，其性能增强与晶体软化效应密切相关。

Qiaoya, Lv · Qiu, Jian · Xiaowei, Li · Hanpei, Xu · 李东玲 · Wen, Quan

Materials Science & Engineering B: Solid-State Materials for Advanced Technology 2026

参数信息

Sc掺杂浓度阈值（弹性性能显著变化）

31.25 %

纤锌矿结构保持上限

43.75 %

混合相起始浓度

43.75 %

混合相上限浓度

62.50 %

技术优势

压电性能大幅提升

Sc掺杂增加面内晶格参数，导致可调节的带隙和极化，从而显著增强压电性能。

晶体软化效应明确

随着Sc掺杂，ScAlN表现出明显的晶体软化效应，有利于压电响应的增强。

稳定构型范围明确

Sc掺杂浓度低于43.75%时，材料保持单一的纤锌矿结构，保证压电性能的稳定性。

应用场景

• 压电MEMS器件：提供更高压电响应的ScAlN薄膜，提升MEMS器件灵敏度。
• 压电传感器：利用增强的压电效应，提高传感器对微弱信号的检测能力。
• 压电能量收集：更高的压电常数可提升能量收集器的机电转换效率。
• 射频滤波器：ScAlN的压电增强有助于提高射频滤波器的性能。