3-D моделирование тонкопленочных акустоэлектронных СВЧ резонаторов на основе нитрида алюминия

• Автор: Босов, Сергей Иванович
• Шифр специальности: 01.04.03, 01.04.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 149 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Акустические волны в многослойных тонкопленочных пьезокристаллических структурах
Введение
1.1 Типы акустических волн, распространяющихся в многослойных
тонкопленочных пьезокристаллических структурах
1.2 Методики моделирования волновых процессов в тонкопленочных пьезоструктурах
1.2.1 Основные волновые уравнения пьезоакустики
1.2.2 Численный расчет параметров ОАВ, распространяющихся в многослойных тонкопленочных пьезоэлектрических структурах (методика Новотного - Бенеша)
1.2.3 Численный расчет параметров электроакустических волн Лэмба (методика Фарнелла - Джонса)
1.2.4 Метод конечных элементов для решения уравнений пьезоакустики в 3-0 представлении
Выводы
2 Расчет основных параметров СВЧ тонкопленочных акустоэлек-тронных резонаторов
Введение
2.1 Основные параметры акустоэлектронных резонаторов
2.2 Методики и алгоритмы расчета основных параметров акустоэлектронных резонаторов
2.2.1 Модель Батгерворта - ван Дайка
2.2.2 Одномерная модель Новотного - Бенеша

2.2.3 Метод конечных элементов для 3-0 моделирования и расчета основных параметров тонкопленочных резонаторов
2.3 Численное тестирование конечно-элементной модели акусто-
электронного резонатора
Выводы
3 Некоторые возможности улучшения основных параметров тонкопленочных акустоэлектронных резонаторов
Введение
3.1 Физические и конструктивные факторы, влияющие на добротность акустоэлектронных резонаторов
3.2 Влияние материала электродов на добротность
3.3 Особенности характеристик резонаторов с акустическим отражателем
3.4 Влияние формы и размеров электродов на основные характеристики акустоэлектронных резонаторов
3.5 Особенности планарной конструкции тонкопленочного резонатора
3.6 Влияние технологических погрешностей на основные параметры акустоэлектронных резонаторов
Выводы
4 Экспериментальный анализ параметров синтезированных тонкопленочных резонаторов и сравнение с теоретическими расчетами
Введение
4.1 Технология изготовления экспериментального образца
4.2 Экспериментальный стенд и методика измерения основных параметров устройства
4.3 Результаты измерений акустоэлектронных резонаторов и сравнение их с результатами численного моделирования
4.3.1 РВАІІ резонатор мембранного типа
4.3.2 8М11-ВА'/ резонатор

4.3.3 Экспериментальное сравнение БМЯ-ВАШ резонатора с симметричным и асимметричным акустическими отражателями
4.3.4 Технологические погрешности
Выводы
Заключение
Список литература
А Материальные константы
В Типы и конструкции тонкопленочных акустоэлектронных резонаторов

Си = 67*5/?2 + 267x5*/? + С(11) - рУ (1-54)
6?12 = 6?21 = 6?45/?2 + (67x4 + 6756)/3 + 671е, (1.55)
67хз = 673х = 67д5/32 + (67хз + е^)В + 67x5, (1.56)
6714 = 6741 = е35/?2 + (в!5 + езх)/? + ец, (1.57)
6722 = с*44/32 + 2С*46/3 + С66 - рУ (1.58)
С 23 = 6?з2 = С34/?2 + (6?зб + 6745)/? + 67об, (1.59)
6?24 = 6?42 = вз4/32 + (вх4 + е3о) * В + ец, (1.60)
6733 = 67|3/32 + 267з5уЗ + 6755 - рУ2, (1.61)
6734 = 6?43 = е33/?2 + (ехз + 635)/? + в!5, (1.62)
6744 = — (е33/?2 + 2б1з/3 4- ец), (1.63)
а Су, Су, су — тензоры упругих, пьезоэлектрических и диэлектрических постоянных материала соответственно, р — плотность материала.
В зависимости от условий симметрии кристалла, система уравнений (1.53) может быть вырожденной и иметь одновременно два независимых
решения. В случае выполнения условия (1.64) одно из независимых ре-
шений уравнения (1.53) будет характеризовать пьезоактивную моду Лэмба вертикально-продольной поляризации, имеющую две компоненты механического смещения и электрический потенциал (щ, из, <р), а другое независимое решение характеризует непьезоактивную, чисто поперечную компоненту, механического смещения щ.
Си = С'щ = Си = С45 = С50 = б, (1-64)
ей = ещ = е34 = езс = 0. (1.65)
В случае выполнения условия
С и — 6716 = С34 = С45 — С5 е = 0, (1.66)
ец — 613 = 615 = езх = езз — е35 = 0, (1-67)
одно из независимых решений будет для нормальной пьезоактивной волны поперечной поляризации, имеющей одну поперечную компоненту смещения