在本小節我們欲探討 IDT 在不同的金屬化率對極薄平板結構的影響，在此 取出 IDT 之金屬化率從 0.1~0.9，金屬厚度則分別取 0.0075λ、0.1875λ、
0.025λ、0.05λ等四種不同厚度來進行模擬，在此欲探討的結構分別為 IDT/30°
YX-LiNbO3與IDT/30° YX-LiNbO3/IDT 兩種，而 IDT/30° YX-LiNbO3/IDT 結構又 分為兩種CASE，CASE1 為將下層 IDT 保持開路並透過改變上層 IDT 為開路與 短路以求得等效速度，機電耦合係數及反射系數。CASE2 則為下層 IDT 隨著上 層IDT 同時改變為開路與短路以求得等效速度，機電耦合係數及反射系數。
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4.5.1 IDT /30° YX-LiNbO
3之電極效應如圖 4.45~圖 4.47 所示；以鋁和銅為指叉換能器材料，電極厚度分別為 0.0075λ、0.1875λ、0.025λ、0.05λ，金屬化率範圍為 0.1~0.9；可以看見當指 叉換能器材料為鋁時有較高的等效速度，等效速度會隨著厚度的增加而逐漸下降，
亦會隨著電極之金屬化率的增加而下降，而銅電極的密度大於鋁電極，因此，以 銅為指叉換能器之材料時，其波速遞減斜率大於鋁電極；而在此結構中機電耦合 係數會隨著電極厚度的增加而下降，在電極金屬化率為0.4 時有最高的機電耦合 係數，以鋁為指叉換能器之材料時亦有較高的機電耦合係數；反射係數方面，以 鋁為指叉換能器之材料時有較低的反射係數。在此結構中，當鋁電極厚度為 0.0075λ在金屬化率為 0.4 時，有最佳機電耦合係數 64.94%，此時等效速度為 3835.23m/s，反射係數為 0.22。
圖 4.45 不同金屬指叉換能器之速度比較圖
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圖 4.46 不同金屬指叉換能器之機電耦合係數比較圖
圖 4.47 不同金屬指叉換能器之反射係數比較圖
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4.5.2 IDT /30° YX-LiNbO
3/IDT 在 CASE1 之電極效應
如圖 4.48~圖 4.50 所示；以鋁和銅為指叉換能器材料，電極厚度分別為 0.0075λ、0.1875λ、0.025λ、0.05λ，金屬化率範圍為 0.1~0.9 ；可以看見當 指叉換能器材料為鋁時有較高的等效速度，等效速度會隨著厚度的增加而逐漸下 降，亦會隨著電極之金屬化率的增加而下降，而銅電極的密度大於鋁電極，因此，
以銅為指叉換能器之材料時，其波速遞減斜率大於鋁電極；而在此結構中機電耦 合係數會隨著電極厚度的增加而下降，在電極金屬化率為0.4 時有最高的機電耦 合係數，以鋁為指叉換能器之材料時亦有較高的機電耦合係數；反射係數方面，
以鋁為指叉換能器之材料時有較低的反射係數。在此結構中，當鋁電極厚度為 0.0075λ在金屬化率為 0.4 時，有最佳機電耦合係數 63.13%，此時等效速度為 3737.29 m/s，反射係數為 0.18。
圖 4.48 不同金屬指叉換能器之速度比較圖
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圖 4.49 不同金屬指叉換能器之機電耦合係數比較圖
圖 4.50 不同金屬指叉換能器之反射係數比較圖
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4.5.3 IDT /30° YX-LiNbO
3/IDT 在 CASE2 之電極效應
如圖 4.51~圖 4.53 所示；以鋁和銅為指叉換能器材料，電極厚度分別為 0.0075λ、0.1875λ、0.025λ、0.05λ，金屬化率範圍為 0.1~0.9 ；可以看見當 指叉換能器材料為鋁時有較高的等效速度，等效速度會隨著厚度的增加而逐漸下 降，亦會隨著電極之金屬化率的增加而下降，而銅電極的密度大於鋁電極，因此，
以銅為指叉換能器之材料時，其波速遞減斜率大於鋁電極；而在此結構中機電耦 合係數會隨著電極厚度的增加而下降，在電極金屬化率為0.3 時有最高的機電耦 合係數，以鋁為指叉換能器之材料時亦有較高的機電耦合係數；反射係數方面，
以鋁為指叉換能器之材料時有較低的反射係數。在此結構中，當鋁電極厚度為 0.0075λ在金屬化率為 0.3 時，有最佳機電耦合係數 70.61%，此時等效速度為 3803.59m/s，反射係數為 0.28。
圖 4.51 不同金屬指叉換能器之速度比較圖
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圖 4.52 不同金屬指叉換能器之機電耦合係數比較圖
圖 4.53 不同金屬指叉換能器之反射係數比較圖
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第5章 結論
本論文利用COMSOL Multiphysics多重物理量耦合有限元素工分析軟體來建 立3D模組以進行模擬LiNbO3在ZX、YX、ZY、XY、XZ、YZ等六種不同的切面 方向，以及不同的傳播角度時所構成的平板結構。透過求出特徵頻率，進而求得 設計表面聲波元件時所考量的波傳特性，如表面聲波速度與機電耦合係數，先不 考慮IDT對平板結構的影響，透過COMSOL模擬軟體的邊界條件設定來表示IDT 擺放位置，便可模擬電極/LiNbO3、與電極/LiNbO3/電極等無IDT結構，並分析出 最佳的平板厚度、最佳模態與最佳壓電材料，再加入IDT討論不同厚度與不同金 51.07%，相速度 4716.36 m/s。
接著考慮到IDT 的影響，將 IDT 加入極薄平板結構中進行模擬，先考慮 IDT/
30°YX-LiNbO3極薄平板結構，可以發現IDT/ 30°YX-LiNbO3極薄平板結構於SH 模態、金屬電極材料為鋁且厚度為0.0075λ、金屬化率 0.4 時有最佳機電耦合係 數 64.94%，此時等效速度為 3835.23m/s，反射係數為 0.22。接著考慮 IDT/
30°YX-LiNbO3/IDT 極薄平板結構，可以發現 IDT/ 30°YX-LiNbO3/IDT 極薄平板 結構於SH 模態、金屬電極材料為鋁且厚度為 0.0075λ、金屬化率 0.3 時有最佳 機電耦合係數70.61%，此時等效速度為 3803.59 m/s，反射係數為 0.28。
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本論文成功以 3D 模組分析含有水平剪切位移之能量波，並得知在 IDT/
30°YX-LiNbO3/IDT 極薄平板結構下具有非常大之機電耦合係數，未來可透過將 所求得之耦合參數帶入傳輸矩陣法，分析表面聲波共振器之阻抗特性，並進一步 設計可應用於感知無線電系統中的可調式寬頻濾波器。
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