Transductores ultrasónicos micromecanizados piezoeléctricos mejorados en rendimiento mediante el diseño de lentes acústicas de PDMS

Este artículo profundiza en la mejora del rendimiento de los transductores ultrasónicos micromecanizados piezoeléctricos (PMUT) basados en ScAlN a través de la implementación de lentes acústicas de Polidimetilsiloxano (PDMS). El PMUT, encapsulado en PDMS, fue sometido a una caracterización exhaustiva mediante la utilización de un instrumento de calibración de hidrófono estándar de la industria. Los resultados experimentales mostraron que el PMUT basado en ScAlN con las lentes de PDMS logró una sensibilidad impresionante de −160 dB (re: 1 V/μPa), una mejora de más de 8 dB en comparación con el PMUT con una película de PDMS equivalente. Hubo una mejora notable en el ancho del lóbulo principal a −3 dB dentro de la respuesta de frecuencia al comparar el PMUT con encapsulación de PDMS, tanto con como sin lentes. La exitosa fabricación de lentes de PDMS de alto rendimiento demostró ser fundamental para aumentar significativamente la sensibilidad del PMUT. Las evaluaciones de rendimiento exhaustivas subrayaron que el PMUT diseñado en esta investigación superó a sus contrapartes reportadas en la literatura y a los transductores comercialmente disponibles. Este resultado alentador enfatiza su sustancial potencial para aplicaciones comerciales.