聲表面波（Surface Acoustic Wave, SAW）是沿物體表面傳播的一種彈性波， 是由英國物理學家瑞利于19世紀80年代在研究地震波的過程中偶爾發現的一種能量集中于地表面傳播的聲波。1965年，美國的R. M. White在壓電基板上制備出叉指換能器，成功地人為激發出SAW，獲得了SAW器件在電子學器件應用方面的關鍵性突破，大大加速了SAW技術的應用發展。目前SAW器件已廣泛應用于溫度、壓力、質量等物理參數傳感，神經性毒劑和糜爛性毒劑等化學戰劑痕量檢測，以及DNA、蛋白質等高精度生物傳感領域。在這些傳感領域中，微質量、濕度傳感、化學戰劑痕量檢測以及高精度生物傳感等是基于SAW的質量負載效應（即吸附質量導致頻率偏移），其傳感靈敏度與器件的頻率正相關。因此，提高SAW傳感器靈敏度需要提高SAW器件的工作頻率。

目前由于換能器叉指尺寸較大以及壓電襯底材料聲速偏低等原因，SAW器件的工作頻率一般在3 GHz以下，難以滿足超高頻SAW傳感需求。針對上述挑戰，湖南大學段輝高教授團隊聯合天津理工大學、國家納米科學中心、英國諾桑比亞大學等機構的研發人員，通過開發極限納米加工工藝，在LiNbO₃/SiO₂/SiC異質結構襯底材料上制作了波長為160 nm、線寬為35 nm的叉指換能器，實現了最高工作頻率約為44 GHz的超高頻SAW諧振器，刷新了目前SAW器件的工作頻率紀錄。同時，該研究還實驗驗證了44 GHz超高頻下的微質量傳感應用，獲得的質量靈敏度高達33151.9 MHz·mm²·μg⁻¹，約為傳統低頻SAW器件的4000倍、傳統石英微天平（QCM）器件的10¹¹倍，為超高頻SAW器件的開發利用提供了新思路，相關工作將于近日發表在中國工程院院刊Engineering上。

該論文的通訊作者為湖南大學段輝高教授和天津理工大學錢莉榮博士，第一作者為湖南大學周劍博士，英國諾桑比亞大學Yongqing Fu教授及國家納米科學中心的李紅浪研究員在理論分析和器件仿真上給予了指導。該研究得到了國家自然科學基金、湖南省科技攻關項目、廣東省重點研發計劃項目等資助。