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摘要 人们对利用超声 (US) 换能器进行非侵入性神经调节治疗，包括低强度经颅聚焦超声刺激 (tFUS) 的兴趣迅速增长。用于 tFUS 的最广泛展示的超声换能器是体压电换能器或电容式微机械换能器 (CMUT)，它们需要高压激励才能工作。为了推动超声换能器向小型便携式设备的发展，以便大规模安全地进行 tFUS，人们对具有光束聚焦和控制能力的低压超声换能器阵列很感兴趣。这项工作介绍了使用 1.5 µ m 厚的 Pb(Zr 0.52 Ti 0.48)O3 薄膜（掺杂 2 mol% Nb）的 32 元件相控阵压电微机械超声换能器 (PMUT) 的设计方法、制造和特性。电极/压电/电极堆栈沉积在绝缘体上硅 (SOI) 晶片上，硅器件层厚度为 2 µ m，用作弯曲模式振动的被动弹性层。制造的 32 元件 PMUT 的中心频率为 1.4 MHz。演示了超声波束聚焦和控制（通过波束成形），其中阵列由 14.6 V 方波单极脉冲驱动。PMUT 在焦距为 20 mm 时产生的最大峰峰值聚焦声压输出为 0.44 MPa，轴向和横向分辨率分别为 9.2 mm 和 1 mm。最大压力相当于 1.29 W/cm 2 的空间峰值脉冲平均强度，适用于 tFUS 应用。
用于神经调节的 32 元件压电微机械超声换能器 (PMUT) 相控阵
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