Взаимодействие поверхностных акустических волн с неоднородностями, сравнимыми с длиной волны

• Автор: Янкин, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 117 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН В СИСТЕМЕ С НЕОДНОРОДНОСТЯМИ, СРАВНИМЫМИ С ДЛИНОЙ ВОЛНЫ

1.1 Введение

1.2 Основные уравнения и модели

1.3 Рассеяние ПАВ на системе топографических неоднородностей, сравнимых с длиной волны

1.3.1 Рассеяние ПАВ на металлических отражателях в зависимости от их ширины

1.3.2 Рассеяние ПАВ на периодической отражающей структуре из металлических отражателей в зависимости от их высоты
1.3.3 Рассеяние на периодической последовательности выступов на поверхности кристалла

1.3.4 Рассеяние на периодической последовательности прямоугольных канавок

1.4 Выводы к главе

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИОЧАСТОТНЫХ ИДЕНТИФИКАЦИОННЫХ МЕТОК НА ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ ДЛЯ ДИАПАЗОНА ЧАСТОТ 5650-6425 ГГЦ
2.1 Введение
2.2 Моделирование радиочастотных идентификационных меток на поверхностных акустических волнах

2.3 Верификация разработанной конструкции СВЧ РИМ па ПАВ
для диапазона частот 5650-6425 МГц
2.4 Экспериментальное исследование СВЧ РИМ на ПАВ в диапазоне частот 5650-6425 МГц
2.4.1 Изготовление экспериментальных образцов
2.4.2 Экспериментальное исследование радиочастотных идентификационных меток
2.5 Моделирование радиочастотных идентификационных меток на
ПАВ с двусторонней конфигурацией отражателей и металлизацией из молибдена
2.6 Выводы к главе
3 МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОХОЖДЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН ЧЕРЕЗ ФОНОПНЫЕ КРИСТАЛЛЫ
3.1 Введение
3.2 Модель и метод расчета для двумерного фопонного кристалла .
3.3 Результаты моделирования
3.4 Экспериментальное исследование двумерных фононных кристаллов
3.5 Моделирование прохождения поверхностных акустических
волн в одномерном фоноппом кристалле, полученном с помощью сканирующей зондовой литографии
3.5.1 Исследование свойств наноструктур, получаемых с помощью локального анодного окисления
3.5.2 Моделирование образования запрещенных зон для ПАВ
в рассматриваемых структурах
3.6 Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список используемых сокращений
Литература

ВВЕДЕНИЕ
С тех пор как поверхностные акустические волны (ПАВ) были впервые описаны лордом Релеем в 1885 году [1], они стали предметом исследований значительного числа теоретических и экспериментальных статей и монографий [2-8]. ПАВ и устройства на их основе находят широкое применение в радиоэлектронике, мобильной связи, радиочастотной идентификации, навигации, радиолокации, сейсмологии, а также в медицине [9].
Одно из важных преимуществ ПАВ-технологии заключается в простом доступе к поверхности звуконровода на пути распространения волны, что открывает значительные возможности в выборе методов возбуждения [10,11] и детектирования волн, а также их преобразования [12,13]. Одни из первых исследований в этом направлении были посвящены процессам распространения ПАВ но поверхности кристалла с расположенными на ней одиночными или периодическими поверхностными неоднородностями [14-19].
В настоящее время изготовление канавок и металлических полосок на кристаллических подложках является наиболее распространенным способом контроля распространения ПАВ в акустоэлектронных устройствах [20]. Одномерные периодические структуры, представляющие собой системы металлических электродов или других неоднородностей на поверхности пьезоэлектрических кристаллов широко используются для отражения ПАВ с целью локализации энергии в резонаторах [9,21] или для создания необходимых условий распространения волны от входного преобразователя к выходному, например в различных конфигурациях линий задержек [22-25]. Решетки из большого числа канавок используются в качестве отражателей в полосовых фильтрах на ПАВ,

Рисунок 1.14: Зависимость частоты возбуждения акустических мод в решетке алюминиевых электродов от их высоты. Штриховая линия соответствует частоте 6.032 ГГц. Серым цветом обозначена зона, в которой возбуждаются только объемные моды.
Форма колебаний отражателей и картина полей рассеяния для нескольких характерных высот изображена на рис. 1.15. При 0.1 < /гг/А < 0.31 наблюдается эффективное отражение ПЛВ. Максимум коэффициента отражения Ст = 0.74 достигается при Нг/А = 0/2 (рис. 1.15а), рассеяние в обьём при этом достаточно мало. Возбуждаемая при /г,-/А = 0.31 мода 4 вызывает значительное рассеяние энергии ПАВ в объем, что соответствует максимуму коэффициента рассеяния Сь — 0.93 (рис. 1.156). При дальнейшем увеличении высоты отражателей в окрестности Нг/Х = 0.5 возбуждается мода 5, при этом коэффициент прохождения опять максимален. ПАВ проходит через систему отражателей практически без рассеяния (рис. 1.15в). Сравнение распределений